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 - Google Patents

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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 (3)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
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