JP4435007B2

JP4435007B2 - スクロール圧縮機及びスクロール圧縮機の軸受調芯方法

Info

Publication number: JP4435007B2
Application number: JP2005097910A
Authority: JP
Inventors: 一充植田; 昌晃須川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2010-03-17
Anticipated expiration: 2025-03-30
Also published as: JP2006274976A

Description

この発明はスクロール圧縮機に関するものであり、特にスクロール圧縮機の軸受間の調芯に関するものである。

従来のスクロール圧縮機の軸受間の調芯には、次のような例がある。
密閉容器内部のフレームならびにサブフレームの固着部に真円かつそれぞれが同心となるように配置された突設部を設け、この突設部にフレームとサブフレームを固着支持することにより、主軸受の軸心と副軸受の軸心を一致させる（例えば、特許文献１参照。）。

特開平１０−３１８１７１号公報（第３頁、図１、図２）

特許文献１では、密閉容器内部のフレームならびにサブフレームの固着部に真円かつ両者間が同心となるように配置された突設部を設けているが、フレーム固着部に設ける突設部とサブフレームの固着部に設ける突設部とをそれぞれ真円とし、かつ両突設部間が同心となるようにするのは厄介であった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、主軸受及び副軸受間の調芯が容易にできるスクロール圧縮機を得ることを目的とする。
また、スクロール圧縮機のメンテナンス後の再組立において、主軸受及び副軸受間の調芯が容易にできる調芯方法を得ることを目的とする。

この発明のスクロール圧縮機は、固定スクロール、揺動スクロール等を有する圧縮機構部、及び固定子、回転子等を有する電動機部を備えたスクロール圧縮機において、電動機部の駆動力を伝える駆動軸を軸支する第１軸受を有する第１フレームと同じく駆動軸を軸支する第２軸受を有する第２フレームとを、収容する電動機部を介して両側に結合する中間ケースが、第１中間ケースと第２中間ケースからなり、第１中間ケースは、駆動軸の軸方向において、一端側に第１フレームの嵌合部と嵌合する嵌合部と、他端側に第２中間ケースの他端側の嵌合部と径方向自由度をもって嵌合する嵌合部とを有し、また、第１中間ケースの両嵌合部は、軸方向に平行であり、そして、第２中間ケースは、駆動軸の軸方向において、一端側に第２フレームの嵌合部と嵌合する嵌合部と、他端側に第１中間ケースの他端側の嵌合部と径方向自由度をもって嵌合する嵌合部とを有し、また、第２中間ケースの両嵌合部は、軸方向に平行であり、そこで、中間ケースに第１フレームと第２フレームとを嵌合、固定し、第１中間ケースと第２中間ケースとを径方向に自由度のある嵌合部で径方向に移動調整して、第１軸受と第２軸受との同軸を確保するものである。

この発明のスクロール圧縮機においては、中間ケースが、第１中間ケースと第２中間ケースからなり、第１中間ケースは、駆動軸の軸方向において、一端側に第１フレームの嵌合部と嵌合する嵌合部と、他端側に第２中間ケースの他端側の嵌合部と径方向自由度をもって嵌合する嵌合部とを有し、また、第１中間ケースの両嵌合部は、軸方向に平行であり、そして、第２中間ケースは、駆動軸の軸方向において、一端側に第２フレームの嵌合部と嵌合する嵌合部と、他端側に第１中間ケースの他端側の嵌合部と径方向自由度をもって嵌合する嵌合部とを有し、また、第２中間ケースの両嵌合部は、軸方向に平行としたので、嵌合部と第１軸受とを同心とした第１フレームを、その嵌合部を第１中間ケースの一端側の嵌合部に嵌合させ、また、嵌合部と第２軸受とを同心とした第２フレームを、その嵌合部を第１中間ケースの一端側の嵌合部に嵌合させ、第１中間ケースと第２中間ケースとの径方向に自由度のある嵌合部で径方向に移動調整することにより、容易に第１軸受と第２軸受との同軸を確保することが容易に可能となる。
即ち、第１中間ケースと第２中間ケースとは、それぞれの両嵌合部を軸方向に平行とすればよく、同心としないでよいので、また、第１中間ケースの嵌合部と第２中間ケースの嵌合部とを同心としなくても軸方向に平行であればよいので第１中間ケースと第２中間ケースの製作、組立が容易であり、第１軸受と第２軸受との同軸の確保は、第１中間ケースと第２中間ケースの径方向移動調整で行うので、両軸受の同軸の確保が容易となる。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。図１は、実施の形態１による横形スクロール圧縮機の構成を示す断面図である。
本スクロール圧縮機は、スクロール圧縮部を有する圧縮機構部Ａと、この圧縮機構部Ａに駆動力を与える電動機部Ｂとから構成されている。
圧縮機構部Ａは、吸入した空気を圧縮する固定スクロール７と揺動スクロール８、空気を吸い込む吸入管６、圧縮された空気を吐出する吐出管９と吐出マフラーを有するシリンダーカバー１０、駆動軸３の一端を回転自在に支承する第１軸受であるメイン軸受１２を有する第１フレームであるメインフレーム１１、油溜め（図示せず）から流入する潤滑油をメインフレーム１１を介してメイン軸受１２に供給する給油パイプ１４、及びこれらの部品を収納する第１中間ケースであるクランクケース１から構成されている。

シリンダーカバー１０は、クランクケース1に、また、固定スクロール７は、メインフレーム１１にボルト等により固定されている。
また、メインフレーム１１においては、嵌合部であるそのフレーム外径部１１Ａ、メイン軸受１２の内径及びくぼみ部１１Ｂが、加工により同軸度を確保するようにする。即ち、同心とする。そして、メインフレーム１１は、クランクケース１の一端側の嵌合部１Ａに嵌合部である外径部１１Ａを軽圧入することにより位置決めされ、ボルト等により固定される。

電動機部Ｂは、固定子１８を焼き嵌め等によって固定、支持する第２中間ケースであるモータハウジング３７、回転子１９とバランサ２４を焼嵌め等によって固定、支持する駆動軸３、及びメイン軸受１２と共に回転子１９の両側で駆動軸３を回転自在に支承する第２軸受であるサブ軸受３９を有する第２フレームであるモータカバー３８で構成されている。
モータカバー３８においては、そのサブ軸受３９の内径、モータカバー３８に設けたくぼみ部３８Ｃ、及び嵌合部３８Ａの同軸度を加工により確保する。即ち、同心とする。また、モータカバー３８とモータハウジング３７は、モータカバー３８の嵌合部３８Ａとモータハウジングの一端側の嵌合部３７Ａで軽圧入により位置決めし、ボルト等により固定されている。さらに、駆動軸３には冷却用ファン５０、モータカバー３８には、ファンカバー５１がボルト等により固定されている。
第１中間ケースであるクランクケース１と第２中間ケースであるモータハウジング３７とで中間ケースを形成する。

圧縮機構部Ａを収納するクランクケース１と電動機部Ｂを有するモータハウジング３７とは、クランクケース１の他端側の嵌合部１Ｂとモータハウジング３７の他端側の嵌合部３７Ｂとで、互いに径方向に自由度を持たせて保持される。即ち、径方向に適度のクリアランス（メインフレーム１１とモータカバー３８とをそれぞれ嵌合したとき、両軸受１２、３９の軸方向の中心線のずれ程度のクリアランス）を設けて保持される。そして、主軸受１２を有するメインフレーム１１のくぼみ部１１Ｂとモータカバー３８のくぼみ部３８Ｃとを基準として両軸受１２、３９間の調芯工程を行ない、嵌合部１Ｂ、３７Ｂで径方向にクランクケース1またはモータハウジング３７を移動、調芯することで、メイン軸受１２、サブ軸受３９間の同軸度を確保し、その後、ボルト等により固定、保持される。
クランクケース1の両嵌合部１Ａ、１Ｂは、軸方向に平行であればよく、同心としなくてもよく、また、モータハウジング３７の両嵌合部３７Ａ、３７Ｂも同様であり、また、クランクケース1とモータハウジング３７は、嵌合部１Ｂ、３７Ｂで平行に嵌合できるようになっておればよく、クランクケース1とモータハウジング３７の組立、製作が容易である。

圧縮機構部Ａと電動機部Ｂは、クランクケース１に設けた隔壁２によって分離されるとともに、隔壁２は駆動軸３を介して圧縮機構部Ａと電動機部Ｂを貫通し、かつ圧入等により隔壁２に固定、保持された軸封部材５を有し、圧縮機構部Ａと電動機部Ｂを連通する駆動軸３を回転自在に支持するとともに圧縮機構部Ａと電動機部Ｂとを分離、シールする。即ち、圧縮機構部Ａにあるメイン軸受１２等に供給する潤滑油を隔壁２及び軸封部材５で分離することにより、電動機部Ｂに流入させないようにする。

スクロール圧縮機のメンテナンス時は、図２に示すように、まず、吐出管９、吸入管６を外し、ボルト等により固定されているシリンダーカバー１０とクランクケース1を分離し、
次に、固定スクロール７、揺動スクロール８等を外す。
さらに、ボルト等により固定されているファンカバー５１、ファン５０を外すことで、メイン軸受１２を有するメインフレーム１１を保持したクランクケ−ス1とサブ軸受３９を有するモータカバー３８を保持したモータハウジング３７が残る。クランクケース１とモータハウジング３７は、両軸受１２、３９の同軸度を確保した状態でボルト等により固定されている。
次に、組立時の調芯工程で嵌合部に移動可能なように自由度を持たせたクランクケース１の嵌合部１Ｂとモータハウジング３７の嵌合部３７Ｂを固定しているボルトを外さず、軽圧入しているシリンダーカバー1とメインフレーム１１の嵌合部１Ａ、１１Ａ、及びモータハウジング３７とモータカバー３８の嵌合部３７Ａ、３８Ａを外すことでメインフレーム１１とモータカバー３８が外され、メイン軸受１２、サブ軸受３９等、摺動部の部品交換が可能な状態まで解体が完了する。

次いで、メインフレーム１１のメイン軸受１２、モータカバー３８のサブ軸受３９等のメンテナンスを行い、メインフレーム１１及びモータカバー３８それぞれにおいて前記の同軸度を確保する。
メンテナンスが完了し、圧縮機を再組立する場合、即ち、メインフレーム１１及びモータカバー３８を前記のように、軽圧入、ボルト固定を行う際、最初の調芯工程で嵌合部に移動させるための自由度をもたせたクランクケース１とモータハウジング３７との嵌合部１Ｂ、３７Ｂを分解していないため、部品レベルで寸法精度を確保している２つの軽圧入部、即ち、メインフレーム１１とクランクケースの１との嵌合部１Ａ、１１Ａ、及びモータハウジング３７とモータカバー３８の嵌合部３７Ａ、３８Ａをそのまま軽圧入により位置決め固定することにより、メイン軸受１２、サブ軸受３９間の同軸度は解体前と変わらず確保される。

本実施の形態のスクロール圧縮機は、このように構成されているので、メンテナンス時にスクロール圧縮機の解体を行なう場合、図２のように、組立時の調芯工程で嵌合部に移動可能なように自由度を持たせたシリンダーカバー１とモータハウジング３７間の嵌合部１Ｂ、３７Ｂを固定しているボルトを外さず、軽圧入しているシリンダーカバー1とメインフレーム１１の嵌合部１Ａ、１１Ａ、及びモータハウジング３７とモータカバー３８の嵌合部３７Ａ、３８Ａを外して解体できるようにし、メンテナンス終了後スクロール圧縮機を再組立する場合、最初の調芯工程で移動させるための自由度をもたせたクランクケース１とモータハウジング３７の嵌合部１Ｂ、３７Ｂ分解していないため、部品レベルで寸法精度を確保している２つの軽圧入部、即ち、メインフレーム１１とクランクケース１の嵌合部１Ａ、１１Ａ及びモータハウジング３７とモータカバー３８の嵌合部３７Ａ、３８Ａをそのまま軽圧入により位置決め、固定することにより、メイン軸受１２、サブ軸受３９間の同軸度は解体前と変わらず確保できる。したがって再組立時、専用の調芯装置を使用することなく、簡単に組立ができ、かつ軸受１２、３９間の同軸が確保でき、信頼性の高い、かつ組立性、メンテナンス性の高いスクロール圧縮機を得ることができる。

本実施の形態においては、スクロール圧縮機を横形スクロール圧縮機の例で説明してきたが、縦形のスクロール圧縮機においても第１軸受１２及び第２軸受３９の調芯は同様に可能である。

本スクロール圧縮機における軸受調芯方法は、電動機部Ｂの駆動力を伝える駆動軸３を軸支する第１軸受１２を有する第１フレーム１１と同じく駆動軸３を軸支する第２軸受３９を有する第２フレーム３８とを、収容する電動機部Ｂを介して両側に結合する中間ケース１、３７が、第１中間ケース１と第２中間ケース３７からなり、第１中間ケース１は、駆動軸３の軸方向において、一端側に第１フレーム１１の嵌合部１１Ａと嵌合する嵌合部１Ａと他端側に第２中間ケース３７の他端側の嵌合部３７Ｂと径方向自由度をもって嵌合する嵌合部１Ｂとを有し、また、第１中間ケース１の両嵌合部１Ａ、１Ｂは、軸方向に平行であり、第２中間ケース３７は、駆動軸３の軸方向において、一端側に第２フレーム３８の嵌合部３８Ａと嵌合する嵌合部３７Ａと他端側に第１中間ケース１の他端側の嵌合部１Ｂと径方向自由度をもって嵌合する嵌合部３７Ｂとを有し、また、第２中間ケース３７の両嵌合部３７Ａ、３７Ｂは、軸方向に平行であり、固定スクロール７に対して駆動軸３により揺動スクロール８を揺動させ圧縮を行うスクロール圧縮機において、中間ケース１、３７に第１フレーム１１と第２フレーム３８とを嵌合、固定し、第１中間ケース１と第２中間ケース３７とを径方向に自由度のある嵌合部１Ｂ、３７Ｂで径方向に移動調整して、第１軸受１２と第２軸受３９との同軸を確保する第１調芯工程と、第１調芯工程後に、第１中間ケース１と第２中間ケース３７とを相互に嵌合する嵌合部１Ｂ、３７Ｂを固定したままで、少なくとも第１フレーム１１と第２フレーム３８とのどちらかを中間ケース１、３７から取外し、メンテナンス後に再度嵌合、固定する第２調芯工程とを備えたので、第１調芯工程後に行う第１フレーム１１と第２フレーム３８との軸受１２、３９等のメンテナンスは、第１フレーム１１と第２フレーム３８において、それぞれ嵌合部１１Ａ、３８Ａと軸受１２、３９との調芯を行えば、それぞれ中間ケース１、３７に嵌合することにより両軸受１２、３９の調芯が容易に可能となり、組立性及びメンテ性が良い。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２を図に基づいて説明する。本実施の形態のスクロール圧縮機は、実施の形態１のスクロール圧縮機において、隔壁２の形状を変え、第３のフレーム３６を追加し、軸封部材５の取付けを変えたものである。
図３は、実施の形態２による横形スクロール圧縮機の構成を示す断面図である。本スクロール圧縮機は、実施の形態１におけるクランクケース１内の隔壁２に、軸封部材５を圧入等により固定、保持した第３フレーム３６との嵌合部１Ｃを設けるとともに、クランクケース１の嵌合部１Ｃと１Ａを加工により同軸度を確保し、かつ、第３フレーム３６の嵌合部３６Ａと軸封部材５を圧入等により保持する内向面３６Ｂの同軸度を加工精度により確保することで軸封部材５固定時の軸封部材シール面と第３フレーム３６の嵌合部３６Ａの同軸を確保する。
また、第３フレーム３６は、その嵌合部３６Ａをクランクケース１の嵌合部１Ｃに軽圧入することにより、クランクケース１に位置決めされ、ボルト等により固定、保持されている。さらに、第３フレーム３６の外径、それを保持するクランクケース１の隔壁２に設けた開口部内径は、駆動軸３に焼嵌め等により固定したバランサ２４、回転子１９の外径より大きな径に設定している。

本実施の形態のスクロール圧縮機は、以上のように構成されているので、メンテナンスにおいて、駆動軸３が交換必要な場合、図４に示すように実施の形態１同様に解体し、さらに軽圧入されている第３フレーム３６を取外すことにより、隔壁２に設けた開口部を駆動軸３に固定されたバランサ２４、回転子１９の外径より大きく設定しているため、駆動軸全体（駆動軸３、回転子１９及びバランサ２４）を取外すことができる。
従って、駆動軸３のメンテナンス等が可能になる。また、駆動軸３のメンテナンス完了後、再組立する場合、軸封部材５を保持する内向面３６Ｂと第３フレーム３６の嵌合部３６Ａが部品単体で加工精度により同軸度が確保されているため、クランクケース１の開口の嵌合部1Ｃ、３６Ａで軽圧入により位置決めされるため、軸封部材５とクランクケース１の同軸は解体前と同じに確保できる。そこで、信頼性の高い、かつ組立性、メンテナンス性の高い横形スクロール圧縮機を得ることができる。

本スクロール圧縮機は、実施の形態１のスクロール圧縮機に、軸封部材５を有する第３フレーム３６を備え、該第３フレーム３６は、第１中間ケース１の第１フレーム１１との嵌合部１Ａよりも第２中間ケース３７側の嵌合部１ｃに嵌合、固定されるので、駆動軸３が軸封部材５でシールされ、第１軸受１２に供給する潤滑油を電動機部Ｂに流入させないようにでき、第１軸受１２と第２軸受３９との調芯が容易である横形スクロール圧縮機を得ることができる。

本発明の実施の形態１における横形スクロール圧縮機の断面図である。図１の横形スクロール圧縮機の分解組立図である。本発明の実施の形態２における横形スクロール圧縮機の断面図である。図２の横形スクロール圧縮機の分解組立図である。

符号の説明

１中間ケース（第１中間ケース）、１Ａ第１中間ケースの嵌合部、１Ｂ第１中間ケースの径方向自由度をもつ嵌合部、３駆動軸、５軸封部材、７固定スクロール、８揺動スクロール、１１第１フレーム、１１Ａ第１フレームの嵌合部、１２第１軸受、１８回転子、１９固定子、３６第３フレーム、３７中間ケース（第２中間ケース）、３７Ａ第２中間ケースの嵌合部、３７Ｂ第２中間ケースの径方向自由度をもつ嵌合部、３８第２フレーム、３８Ａ第２フレームの嵌合部、３９第２軸受。

Claims

固定スクロール、揺動スクロール等を有する圧縮機構部、及び固定子、回転子等を有する電動機部を備えたスクロール圧縮機において、
前記電動機部の駆動力を伝える駆動軸を軸支する第１軸受を有する第１フレームと同じく前記駆動軸を軸支する第２軸受を有する第２フレームとを、収容する前記電動機部を介して両側に結合する中間ケースが、第１中間ケースと第２中間ケースからなり、
前記第１中間ケースは、前記駆動軸の軸方向において、一端側に前記第１フレームの嵌合部と嵌合する嵌合部と、他端側に前記第２中間ケースの他端側の嵌合部と径方向自由度をもって嵌合する嵌合部とを有し、また、前記第１中間ケースの前記両嵌合部は、前記軸方向に平行であり、
前記第２中間ケースは、前記駆動軸の軸方向において、一端側に前記第２フレームの嵌合部と嵌合する嵌合部と、他端側に前記第１中間ケースの他端側の嵌合部と径方向自由度をもって嵌合する嵌合部とを有し、また、前記第２中間ケースの前記両嵌合部は、前記軸方向に平行であり、
前記中間ケースに前記第１フレームと前記第２フレームとを嵌合、固定し、前記第１中間ケースと前記第２中間ケースとを前記径方向に自由度のある嵌合部で径方向に移動調整して、前記第１軸受と前記第２軸受との同軸を確保することを特徴とするスクロール圧縮機。
軸封部材を有する第３フレームを備え、該第３フレームは、前記第１中間ケースの前記第１フレームとの嵌合部よりも前記第２中間ケース側の嵌合部に嵌合、固定されることを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
電動機部の駆動力を伝える駆動軸を軸支する第１軸受を有する第１フレームと同じく前記駆動軸を軸支する第２軸受を有する第２フレームとを、収容する前記電動機部を介して両側に結合する中間ケースが、第１中間ケースと第２中間ケースからなり、前記第１中間ケースは、前記駆動軸の軸方向において、一端側に前記第１フレームの嵌合部と嵌合する嵌合部と他端側に前記第２中間ケースの他端側の嵌合部と径方向自由度をもって嵌合する嵌合部とを有し、また、前記第１中間ケースの前記両嵌合部は、前記軸方向に平行であり、前記第２中間ケースは、前記駆動軸の軸方向において、一端側に前記第２フレームの嵌合部と嵌合する嵌合部と他端側に前記第１中間ケースの他端側の嵌合部と径方向自由度をもって嵌合する嵌合部とを有し、また、前記第２中間ケースの前記両嵌合部は、前記軸方向に平行であり、固定スクロールに対して前記駆動軸により揺動スクロールを揺動させ圧縮を行うスクロール圧縮機の軸受調芯方法であって、
前記中間ケースに前記第１フレームと前記第２フレームとを嵌合、固定し、前記第１中間ケースと前記第２中間ケースとを前記径方向に自由度のある嵌合部で径方向に移動調整して、前記第１軸受と前記第２軸受との同軸を確保する第１調芯工程と、
前記第１調芯工程後に、前記第１中間ケースと前記第２中間ケースとを相互に嵌合する前記嵌合部を固定したままで、少なくとも前記第１フレームと前記第２フレームとのどちらかを前記中間ケースから取外し、メンテナンス後に再度嵌合、固定する第２調芯工程とを備えたことを特徴とするスクロール圧縮機の軸受調芯方法。