JP5097098B2

JP5097098B2 - ロータリ圧縮機、ロータリ圧縮機の製造方法及びロータリ圧縮機の製造装置。

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Publication number: JP5097098B2
Application number: JP2008317553A
Authority: JP
Inventors: 尚史苗村; 忍國分; 俊明岩崎; 真紀岡田; 智明中筋; 太郎加藤; 智博白畑
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-12-12
Filing date: 2008-12-12
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2028-12-12
Also published as: JP2010138851A

Description

この発明は、例えば複数の圧縮室を有する冷凍・空調機用のロータリ圧縮機、ロータリ圧縮機の製造方法、及びロータリ圧縮機の製造装置に関するものである。

ロータリ圧縮機は、シェル内部に設置されたモータが駆動源となり、ガラス端子部からの通電によりモータが駆動され、モータの回転子に挿設され偏心部を持つクランクシャフトを回転させ、シリンダ、ベーン、バネ、ローラにより構成される圧縮室に、吸入マフラ、吸入パイプを通じてシリンダ内にガスを吸入して圧縮し、吐出口よりシリンダ外に吐出後、吐出パイプよりシェル外に吐出する機能を有するものである。

仕切板は２つのシリンダ内の圧縮室を仕切る役割を果たしている部材であり、第１シリンダと第２シリンダに挟まれて固定されている。

このようなロータリ圧縮機においては、大容量化と低コスト化が求められている。

一般に、複数のシリンダを有するロータリ圧縮機の圧縮室の容量、すなわちシリンダの内径とローラの外径との間の部分の容量を大きくする場合、シリンダをクランクシャフトの軸方向に長くする方法、シリンダ外径と内径を大きくする方法、及びシリンダの外径はそのままで、クランクシャフトの偏心量を大きくする方法が考えられる。

ここで、シリンダをクランクシャフトの軸方向に長くする方法あるいはシリンダ外径を大きくする方法を取る場合、ロータリ圧縮機は大型化し、高コストとなる。

そこで、シリンダの外径はそのままにして、クランクシャフトの偏心量を大きくし、ローラの肉厚、すなわち径方向の厚みを小さくする方法が考えられる。

通常、複数のシリンダを有するロータリ圧縮機を組立てる際は、シリンダ数がｎの場合、ｎ個の軸受、シリンダ、ローラと、ｎ−１個の仕切板とをクランクシャフトに挿通させる必要がある。

ゆえに、仕切板をクランクシャフトに挿通できるようにするためには、仕切板の穴径は、幾何的にクランクシャフトの偏心部より大きくしなければならず、その結果、組立てられた圧縮機は、シリンダの中間に位置された仕切板の穴とシリンダ内の圧縮室との間に漏れ流路が発生し、圧縮効率が悪いといった問題が生じる。

漏れ流路を生じさせないために、ローラの肉厚、すなわち径方向の厚みを十分大きくする方法があるが、偏心量を大きくし、かつローラの肉厚を大きくする場合は、シリンダの内径を大きくする必要があり、シリンダの肉厚、すなわち径方向の厚みが小さくなるため、必要な強度を満たすためには、寸法の限界があった。

特許文献１はこのような問題を解決するために考案されたものであり、クランクシャフトを第１シャフトと第２シャフトとに分割するとともに、シャフトに連結部を設け、かつ仕切板の穴径を第１シャフトと第２シャフトの連結部より大きく、かつ第１シャフトあるいは第２シャフトの偏心部より小さくなるように構成している。

本特許文献１によれば、第１シャフトと第２シャフトとの連結部を仕切板の開口部内に設け、その連結部は、第１シャフトの偏心軸部より下方の部分が仕切板の開口部内に挿入されかつ仕切板の開口部内に軸受メタルによって回転可能に支承されるとともに下端面に嵌合穴が形成された雌型連結部と、第２シャフトの偏心軸部より上方の部分である上端部が第１シャフトの雌型連結部の嵌合穴に圧入される雄型連結部とにより構成されている。第１シャフトの下方部分の雌型連結部を仕切板の開口部内に挿通した状態で、第１シャフトの雌型連結部の嵌合穴に第２シャフトの上端部の雄型連結部を圧入、接着、溶接、爆溶着、ネジ結合等により連結して組立てるようにしており、仕切板の穴径はシャフトを分割しない場合の仕切板の穴径より小さくてよく、シリンダの外径及び内径の大きさをそのままにして、容量が大きくかつ漏れ流路のない圧縮機構造を構成するようにしている。

特開２００５−３３７２１０号公報（段落番号［００７２］、［００７３］、図３）

上述したようなロータリ圧縮機においては、複数のシャフトを連結した際、連結したそれぞれのシャフトの同軸度は小さければ小さいほど機械的損失が少なく、軸受寿命の優れた圧縮機となる。特に、シャフトを支承するメタル軸受構造の場合には顕著であることが知られている。

しかしながら、上述した特許文献１における技術では、第１シャフトと第２シャフトとの連結部を仕切板の開口部内に設け、その連結部を仕切板の開口部内周面に設けた軸受メタルで回転可能に支承するようにしており、構造が複雑化するとともに大型化するという問題があった。

また、実際には、特許文献１における技術は各シャフトの加工誤差と組立誤差が累積するため、各シャフトの同軸度を精度よく組立てることができないという問題があった。

この発明は、上述したような問題点を解決するためになされたものであり、各シャフトの同軸度を精度よく組立てることができるロータリ圧縮機、ロータリ圧縮機の製造方法及びロータリ圧縮機の製造装置を得ることを目的としている。

この発明は、第１偏心部を有する第１シャフトと第２偏心部を有する第２シャフトが連結されて構成されるクランクシャフトを第１シリンダと第２シリンダ間を仕切る仕切板に形成されたシャフト貫通孔に挿通して組み立てるロータリ圧縮機の製造方法において、第１シャフトと第２シャフトと仕切板を同軸上にセットする工程と、第１シャフトの嵌合軸を仕切板のシャフト貫通孔に挿通する工程と、仕切板のシャフト貫通孔を挿通した第１シャフトの嵌合軸を第２シャフトの嵌合穴に嵌合させて連結してクランクシャフトを構成する工程と、仕切板が挿通されたクランクシャフトを回転可能に保持する工程と、クランクシャフトに挿通された仕切板をクランクシャフトが回転し得るように把持する工程と、クランクシャフトの軸受挿入部を研削する工程とを備えたロータリ圧縮機の製造方法を提供するものである。

また、この発明は、第１偏心部を有する第１シャフトと第２偏心部を有する第２シャフトが連結されて構成されるクランクシャフトを第１シリンダと第２シリンダ間を仕切る仕切板に形成されたシャフト貫通孔に挿通して組み立てるロータリ圧縮機の製造装置において、基台に設けられその基台とともに移動する軸方向送り装置と、軸方向送り装置に取り付けられ、仕切板が挿通されたクランクシャフトを回転可能に保持する回転保持具と、クランクシャフトに挿通された仕切板をクランクシャフトが回転し得るように把持する把持具と、クランクシャフトの軸受挿入部を研削する研削体とを備えたロータリ圧縮機の製造装置を提供するものである。

この発明によれば、第１シャフトと第２シャフトと仕切板を同軸上にセットし、第１シャフトの嵌合軸を仕切板のシャフト貫通孔に挿通し、仕切板のシャフト貫通孔を挿通した第１シャフトの嵌合軸を第２シャフトの嵌合穴に嵌合させて連結してクランクシャフトを構成し、仕切板が挿通されたクランクシャフトを回転可能に保持し、クランクシャフトに挿通された仕切板をクランクシャフトが回転し得るように把持し、クランクシャフトの軸受挿入部を研削するようにしたので、構造が簡単で小型化を図ることができるとともに各
シャフトの同軸度を精度よく組立てることができるロータリ圧縮機の製造方法を得ることができる。

また、この発明によれば、基台に設けられその基台とともに移動する軸方向送り装置と、軸方向送り装置に取り付けられ、仕切板が挿通されたクランクシャフトを回転可能に保持する回転保持具と、クランクシャフトに挿通された仕切板をクランクシャフトが回転し得るように把持する把持具と、クランクシャフトの軸受挿入部を研削する研削体とを備えたことにより、構造が簡単で小型化を図ることができるとともに各シャフトの同軸度を精度よく組立てることができるロータリ圧縮機の製造装置を得ることができる。

実施の形態１．
この発明の実施の形態１におけるロータリ圧縮機を図に基づいて詳細に説明する。

図１はこの発明の実施形態１に基づくロータリ圧縮機の構成例を示す縦断面図であり、図は一例として２つの圧縮室を有する２シリンダと言われるロータリ圧縮機１００の場合を示しており、例えば冷凍・空調機用として使用されるものである。図２は図１におけるII−II線の断面図を示す。

ロータリ圧縮機１００は、圧力容器であるシェル１０１の内部に駆動源であるモータ１０２と圧縮機構１０３が連結されて内蔵されている。シェル１０１は、上部シェル１０１ａと中間シェル１０１ｂと下部シェル１０１ｃとから構成されている。上部シェル１０１ａは、外部からモータ１０２に電力を供給するためのガラス端子１０４と、圧縮された冷媒をロータリ圧縮機１００の外部へと吐出する吐出パイプ１０５とが取り付けられ固定されている。中間シェル１０１ｂは、モータ１０２と圧縮機構１０３と、その圧縮機構１０３へと冷媒を導く吸入パイプ１０６とが取り付けられている。なお、吸入パイプ１０６は吸入マフラ１０７に接続されており、吸入マフラ１０７にて冷凍機油と冷媒の分離、及び冷媒中のゴミの除去が行なわれる。

モータ１０２は、固定子１０２ａと回転子１０２ｂとから構成され、回転子１０２ｂはクランクシャフト１０８に取り付けられている。これにより、モータ１０２で発生した回転トルクは回転子１０２ｂ、クランクシャフト１０８を通じて圧縮機構１０３に伝達されるようになっている。

圧縮機構１０３は、クランクシャフト１０８、第１軸受１０９、第１シリンダ１１０、仕切板１１４、第２シリンダ１１５、第２軸受１１７で基本的に構成され、第１シリンダ１１０内には第１バネ１１１、第１ベーン１１２、第１ローラ１１３が内蔵されており、第１ベーン１１２により低圧部分１３０と高圧部分１３１とに区分けされ、圧縮された冷媒を吐出する吐出口１３２が設けられている。また、第２シリンダ１１５内には第２バネ（図示しない）、第２ベーン（図示しない）、第２ローラ１１６が内蔵されており、第１シリンダ１１０と同様に、第２ベーンにより低圧部分（図示しない）と高圧部分（図示しない）とに区分けされ、圧縮された冷媒を吐出する吐出口（図示しない）が設けられている。

図３はクランクシャフト１０８及び仕切板１１４の関連を示す展開図である。クランクシャフト１０８は、第１シャフト１１８と第２シャフト１１９とから構成され、第１シャフト１１８と第２シャフト１１９とを同軸上に連結することにより一体化されてクランクシャフト１０８が構成されるものである。第１シャフト１１８は、モータ１０２の回転子１０２ｂが取り付けられる回転子嵌合部１２０と、第１軸受１０９に挿入される第１軸受挿入部１２１と、第１シリンダ１１０に配置される第１偏心部１２２と、仕切板１１４に形成されたシャフト貫通孔１２８に位置するよう挿通される中間部１２３と、一端側に形成され仕切板１１４に形成されたシャフト貫通孔１２８を挿通して仕切板１１４より突出される嵌合軸１２４とを有する構成となっている。第２シャフト１１９は、第２シリンダ１１５に配置される第２偏心部１２５と、この第２偏心部１２５に形成され、第１シャフト１１８の嵌合軸１２４が嵌合される嵌合穴１２６と、一端側に形成された第２軸受１１７に挿入される第２軸受挿入部１２７とを有する構成となっている。第１シャフト１１８の嵌合軸１２４を仕切板１１４のシャフト貫通孔１２８に挿通して第２シャフト１１９の嵌合穴１２６に嵌合、例えば圧入や焼嵌めなどによって同軸上に連結して固定することにより、ロータリ圧縮機１００の運転時には一体となって回転するようになっている。

仕切板１１４は、第１シャフト１１８と第２シャフト１１９との間に挿通され、第１シリンダ１１０と第２シリンダ１１５との間を仕切るとともに、外周部には例えば全周にわたって断面がＶ字形状を成すＶ字状溝である位置決め部１２９を形成しており、組立時の位置決めとしての機能を有する。また、仕切板１１４の中心付近に形成したシャフト貫通孔１２８の径は、シャフト貫通孔１２８に挿通して位置する第１シャフト１１８の中間部１２３の径よりも大きく、第１シャフト１１８の第１偏心部１２２及び第２シャフト１１９の第２偏心部１２５の径よりも小さく構成されている。また、仕切板１１４の外周部に形成した位置決め部１２９は断面がＶ字状溝としているが、断面がＶ字形状の突起を成すＶ字状突起体としてもよい。

クランクシャフト１０８の第１シャフト１１８の第１偏心部１２２、及び第２シャフト１１９の第２偏心部１２５にはそれぞれ第1ローラ１１３、第２ローラ１１６が回転自在に嵌合している。第１シリンダ１１０、及び第２シリンダ１１５にはそれぞれ径方向に伸縮する第１バネ１１１、第２バネが取り付けられており、第１バネ１１１、第２バネの押付け力により第１ベーン１１２、第２ベーンがそれぞれ第１ローラ１１３、第２ローラ１１６の外周に押付けられる。第１ベーン１１２、第２ベーンは第１シリンダ１１０及び第２シリンダ１１５の内部をそれぞれ低圧部分１３０と高圧部分１３１に区分けするように構成されている。

次に動作について説明する。外部から電力をガラス端子１０４を通してモータ１０２に供給することにより、モータ１０２の回転子１０２ｂが回転する。モータ１０２の回転子１０２ｂが回転することにより、その回転子１０２ｂと連結されたクランクシャフト１０８が連動して一体となって回転する。そして、吸入マフラ１０７に接続された吸入パイプ１０６より第１シリンダ１１０及び第２シリンダ１１５のそれぞれの内部に吸入された冷媒は、クランクシャフト１０８の回転に伴って第１シリンダ１１０及び第２シリンダ１１５のそれぞれの内部で圧縮され、一定の圧力になると第１シリンダ１１０の吐出口１３２及び第２シリンダ１１５の吐出口からそれぞれシェル１０１内部へ吐出され、吐出パイプ１０５よりロータリ圧縮機１００の外部へ吐出される。

以上のように、この発明の実施の形態１によれば、第１シャフト１１８と第２シャフト１１９を同軸上に連結して構成されるクランクシャフト１０８は、第１シャフト１１８の嵌合軸１２４を仕切板１１４に形成されたシャフト貫通孔１２８に挿通し、第１シャフト１１８の嵌合軸１２４を第２シャフト１１９の嵌合穴１２６に嵌合させて連結することにより構成したので、構造が簡単で小型化を図ることができるロータリ圧縮機を得ることができる。

すなわち、上述した特許文献１における従来技術のように、第１シャフトと第２シャフトの連結部を仕切板の開口部に配置しているのに対し、この発明の実施の形態１における第１シャフト１１８と第２シャフト１１９との連結部分は仕切板１１４の貫通孔１２８の外側であり、仕切板１１４の貫通孔１２８に上述した従来技術のように複雑な連結部を配置していないので、その貫通孔１２８も小さいものとすることができる。また、上述した従来技術においては、第１シャフトと第２シャフトとの連結部分は仕切板の開口部に配置され、その連結部分が第１シャフトの中間軸を構成し、その中間軸を回転自在に支承するよう仕切板の開口部内周面に軸受メタルを配置しているが、この発明の実施の形態１においては、仕切板１１４のシャフト貫通孔１２８の内周面には上述した従来技術のように軸受メタルを設けておらず、第１シャフト１１８の中間部１２３が仕切板１１４のシャフト貫通孔１２８に挿通してそのシャフト貫通孔１２８に位置するだけであり、構造が簡単で小型化を図ることができるロータリ圧縮機を得ることができる。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２におけるロータリ圧縮機の製造方法、特にクランクシャフトの組立・研削仕上げ加工を含めた製造方法について、図４に示したフローチャートに基づいて説明する。

ＳＴＥＰ１においては、第１シャフト１１８の第１軸受挿入部１２１と仕切板１１４のシャフト貫通孔１２８と第２シャフト１１９の第２軸受挿入部１２７のそれぞれの軸心が同軸上となるようにセットする。この際、第１シャフト１１８の第１偏心部１２２と第２シャフト１１９の第２偏心部１２５の位相が１８０°ずらした状態とする。

ＳＴＥＰ２においては、第１シャフト１１８の嵌合軸１２４を仕切板１１４に形成されたシャフト貫通孔１２８に挿通する。

ＳＴＥＰ３においては、仕切板１１４のシャフト貫通孔１２８に挿通した第１シャフト１１８の嵌合軸１２４を第２シャフト１１９の嵌合穴１２６に嵌合、例えば圧入させて連結してクランクシャフト１０８を構成する。なお、この時点においては、第１シャフト１１８と第２シャフト１１９とを連結して一体構成としたクランクシャフト１０８と仕切板１１４は互いに固定されておらず、仕切板１１４は第１偏心部１１２と第２偏心部１２５と間での軸方向の移動、径方向の移動、軸心に対する傾き、及び回転は自在となっている。

ＳＴＥＰ４においては、第１シャフト１１８と第２シャフト１１９とを連結して一体構成としたクランクシャフト１０８の第１軸受挿入部１２１及び第２軸受挿入部１２７を研削し得るようにクランクシャフト１０８の両端部を回転可能となるようセンター芯出しを行って保持する。

ＳＴＥＰ５においては、仕切板１１４の外周部に設けられた例えばＶ字形状のＶ字状溝からなる位置決め部１２９を把持して仕切板１１４の位置決めを行う。すなわち、仕切板１１４のシャフト貫通孔１２８の内周面が第１シャフト１１８の中間部１２３と接触しないよう間隙を保持し、クランクシャフト１０８の回転に干渉しないように仕切板１１４を位置決めする。

ＳＴＥＰ６においては、クランクシャフト１０８を回転させ、砥石などの研削体により第１軸受挿入部１２１、及び第２軸受挿入部１２７を研削することにより最終的な仕上げ加工を施す。

以上のようにしてクランクシャフト１０８を製造することにより、クランクシャフト１０８の第１シャフト１１８と第２シャフト１１９との同軸度を精度よく得ることができるものである。すなわち、第１シャフト１１８の第１軸受挿入部１２１及び第２シャフト１１９の第２軸受挿入部１２７を砥石などの研削体により研削して仕上げるようにしているので、各シャフトの組立誤差は全くなくなり、各シャフトの同軸度の精度が著しく向上するものであり、実質的に各シャフトの同軸度に差異が全くないものとなる。したがって、この実施の形態２によって製造されたロータリ圧縮機１００によれば、構造が簡単で小型化を図ることができるとともに各シャフトの同軸度を精度よく組立てることができるロータリ圧縮機の製造方法を得ることができる。

なお、当然のことながら、研削終了後にはエアブロー等の手段により研削カスを除去する。また、研削仕上げされたクランクシャフト１０８の第１軸受挿入部１２１及び第２軸受挿入部１２７には第１軸受１０９及び第２軸受１１７への挿入時にそれぞれ二硫化モリブデン等の固体潤滑材を塗布して耐摩耗性などの潤滑特性を向上するようにしている。

ところで、上述した実施の形態２によって製造されたクランクシャフト１０８の圧縮機構１０３への組立方法について、図５に示すフローチャートに基づいて説明する。

ＳＴＥＰ１１においては、第１シャフト１１８の第１軸受挿入部１２１と第１偏心部１２２の偏心ずれ量を測定する。

ＳＴＥＰ１２においては、第２シャフト１１９の第２軸受挿入部１２７と第２偏心部１２５の偏心ずれ量を測定する。

ＳＴＥＰ１３においては、第１シリンダ１１０と第１軸受１０９を、上述したＳＴＥＰ１１における測定結果に基づいて第１シャフト１１８が回転した場合に第１ローラ１１３の外周面と第１シリンダ１１０の内周面との隙間が最適となるように組立てる。

ＳＴＥＰ１４においては、第２シリンダ１１５と第２軸受１１７を、上述したＳＴＥＰ１２における測定結果に基づいて第２シャフト１１９が回転した場合に第２ローラ１１６の外周面と第２シリンダ１１５の内周面との隙間が最適となるように組立てる。

ＳＴＥＰ１５においては、第１シリンダ１１０に第１ローラ１１３と第１ベーン１１２を挿入する。

ＳＴＥＰ１６においては、第１シリンダ１１０に研削して仕上げられたクランクシャフト１０８と仕切板１１４とを挿入する。

ＳＴＥＰ１７においては、研削して仕上げられたクランクシャフト１０８に第２ローラ１１６と第２ベーンとをセットした第２シリンダ１１５を挿入する。

ＳＴＥＰ１８においては、第１シャフト１１８の第１軸受１０９と仕切板１１４のシャフト貫通孔１２８と第２シャフト１１９の第２軸受１１７が同軸上となるように、第１シリンダ１１０と仕切板１１４と第２シリンダ１１５とを位置決めし、ボルトなどによって締結する。

以上のようにして、研削して仕上げられたクランクシャフト１０８及び仕切板１１４は第１軸受１０９、第１シリンダ１１０、第２シリンダ１１５、第２軸受１１７などと同軸度のよい状態で組み立てられて圧縮機構１０３が構成されることになる。

実施の形態３．
この発明の実施の形態３におけるロータリ圧縮機の製造装置、特にクランクシャフトの組立に係る製造装置を図６に基づいて説明する。図６において、クランクシャフト１０８、第１シャフト１１８の各部構成、第２シャフトの各部構成、仕切板１１４の各部構成は上述した各実施の形態の構成と同様である。

組立装置２００は、基台２０１に設けられ仕切板１１４が所定位置に載置されるとともに仕切板１１４に形成されたシャフト貫通孔１２８よりも大きな開口部２０２ａを有する仕切板保時台２０２と、仕切板保時台２０２の開口部２０２ａ下方の基台２０１に取り付けられ、第２シャフト１１９の嵌合穴１２６が上側となるように第２シャフト１１９の第２軸受挿入部１２７を保持する第２シャフト保持台２０３と、仕切板保持台２０２の開口部２０２ａ上方に第２シャフト保持台２０３と同軸上に配置され、第１シャフト１１８の嵌合軸１２４が下側となるように第１シャフト１１８の回転子嵌合部１２０を保持する第１シャフト保持具２０４と、第１シャフト保持具２０４が装着され、第１シャフト１１８が保持された第１シャフト保持具２０４を鉛直下方に下降させることにより、第１シャフト１１８の嵌合軸１２４を仕切板１１４の貫通孔１２８及び仕切板保時台２０２の開口部２０２ａを挿通して第２シャフト保持台２０３に保持された第２シャフト１１９の嵌合穴１２６に嵌合させて連結する例えばプレス機からなる嵌合装置２０５とにより構成されている。なお、当然のことながら、第１シャフト保持具２０４と第２シャフト保持台２０３とは同軸上に配置されている。したがって、第１シャフト１１８の嵌合軸１２４と第２シャフト１１９の嵌合穴１２６は同軸となるようにセットされる。

この実施の形態３における製造装置は、第２シャフト１１９を嵌合穴１２６が上側となるように第２シャフト保持台２０３にセットして保持する。仕切板１１４を仕切板保時台２０２上に載置する。第１シャフト１１８を嵌合軸１２４が下側となるように第１シャフト保持具２０４に保持する。このとき、第１シャフト１１８と第２シャフト１１９と仕切板１１４のシャフト貫通孔１２８とを同軸上にセットするとともに第１シャフト１１８の第１偏心部１２２と第２シャフト１１９の第２偏心部１２５とは１８０°位相がずれるようにセットする。そして、プレス機からなる嵌合装置２０５により第１シャフト１１８を保持した第１シャフト保持具２０４を鉛直下方に下降させることにより第１シャフト１１８も連動して下降する。第１シャフト１１８の嵌合軸１２４が仕切板１１４の貫通孔１２８及び仕切板保時台２０２の開口部２０２ａを挿通して、第２シャフト保持台２０３に保持された第２シャフト１１９の嵌合穴１２６に鉛直下方の力を加えて圧入することにより、第１シャフト１１８と第２シャフト１１９とが同軸上に連結されて一体化されてクランクシャフト１０８が構成される。

この実施の形態３によれば、第２シャフト保持台２０３に第２シャフト１１９を保持し、第１シャフト保持具２０４に第１シャフト１１８を保持し、仕切板保時台２０２に仕切板１１４を載置し、第１シャフト１１８と第２シャフト１１９と仕切板１１４のシャフト貫通孔１２８を同軸上にセットして、嵌合装置２０５を駆動して第１シャフト保持具２０４を下降させて第１シャフト１１８と第２シャフト１１９とを同軸上に連結してクランクシャフト１０８を構成するようにしたことにより、構造が簡単で小型化を図ることができるとともに各シャフトの同軸度を精度よく組立てることができるロータリ圧縮機の製造装置を得ることができる。

実施の形態４．
この発明の実施の形態４におけるロータリ圧縮機の製造装置、特にクランクシャフトの研削仕上げに係る製造装置を図７及び図８に基づいて説明する。図７は正面図を示し、図８は平面図を示す。これら各図において、クランクシャフト１０８、第１シャフト１１８の各部構成、第２シャフトの各部構成、仕切板１１４の各部構成は上述した各実施の形態の構成と同様である。

研削装置３００は、軸方向に可動に構成された基台３０１上に設置され、その基台３０１とともに軸方向に可動に構成された軸方向送り装置３０２と、この軸方向送り装置３０２に取り付けられ、仕切板１１４が挿通されたクランクシャフト１０８を回転可能に保持する回転保持具３０３と、クランクシャフト１０８が挿通された仕切板１１４をクランクシャフト１０８が回転し得るように把持する把持具３０４と、例えば砥石からなる研削体３０５とにより構成されている。

回転保持具３０３は両センター部分でクランクシャフト１０８を回転可能に保持する。回転保持具３０３が取り付けられた軸方向送り装置３０２は軸方向に移動することによりクランクシャフト１０８を軸方向に移動させ、研削位置を変更する。

把持具３０４は例えば仕切板１１４の外周部に設けた位置決め部１２９のＶ字状溝と係合するようＶ字状の突起体からなる係合体３０７を有し上下に配置された２つのクランパ３０６と、仕切板１１４の位置決め部１２９を把持するためのクランパ３０６を上下に駆動する上下駆動機構３０８と、軸方向に移動する軸方向駆動機構３０９とから構成されている。また、軸方向駆動機構３０９は基台３０１上に設置され、クランクシャフト１０８の軸方向送り装置３０２と同期して軸方向に可動するように構成されているので、仕切板１１４とクランクシャフト１１８の第１偏心部１２２及び第２偏心部１２５と干渉することなく、クランクシャフト１１８が回転してクランクシャフト１０８の第１軸受挿入部１２１及び第２軸受挿入部１２７の研削を行うことができるようになっている。

研削体３０５は、例えば砥石から構成されており、図示しない駆動装置によりクランクシャフト１０８の軸方向と直交する方向に進退移動されるように構成されており、砥石からなる研削体３０５によってクランクシャフト１０８の第１軸受挿入部１２１及び第２軸受挿入部１２７が研削されて最終的な仕上げ加工が施されるようになっている。

この実施の形態４における製造装置は、上述した実施の形態３における製造装置により第１シャフト１１８と第２シャフト１１９とが一体的に連結されたクランクシャフト１０８を軸方向送り装置３０２に取り付けられた回転保持具３０３によって両センター部分で芯出しを行ないクランクシャフト１０８を回転可能に保持する。図は一例として、クランクシャフト１０８の第２シャフト１１９の第２軸受挿入部１２７を研削している状態を示しており、軸方向送り装置３０２を駆動して第２シャフト１１９の第２軸受挿入部１２７が研削体３０５である砥石の位置近傍にくるよう軸方向に移動する。次いで、研削体３０５である砥石をクランクシャフト１０８の軸方向と直交する方向に進行させ、第２シャフト１１９の第２軸受挿入部１２７を研削して最終的な仕上げ加工を施す。第２シャフト１１９の第２軸受挿入部１２７の最終的な仕上げ加工が完了すると、研削体３０５である砥石を把持具３０４の軸方向駆動機構３０９よりさらに後方位置に後退させた後、軸方向送り装置３０２を駆動して第１シャフト１１８の第１軸受挿入部１２１が研削体３０５である砥石の位置近傍にくるよう軸方向に移動する。次いで、研削体３０５である砥石をクランクシャフト１０８の軸方向と直交する方向に進行させ、第１シャフト１１８の第１軸受挿入部１２１を研削して最終的な仕上げ加工を施す。なお、研削体３０５である砥石による研削は、先に第１シャフト１１８の第１軸受挿入部１２１を研削した後、第２シャフト１１９の第２軸受挿入部１２７を研削するようにしてもよい。また、研削体３０５の配置する位置は把持具３０４に対しクランクシャフト１０８を介して対向する側に配置してもよい。

この実施の形態４によれば、クランクシャフト１０８の第１シャフト１１８の第１軸受挿入部１２１及び第２シャフト１１９の第２軸受挿入部１２７を研削体３０５である砥石により研削して最終的な仕上げ加工を施すようにしたことにより、各シャフトの組立誤差は全くなくなり、各シャフトの同軸度の精度が著しく向上するものであり、実質的に各シャフトの同軸度に差異が全くないものとなる。したがって、この実施の形態４によって製造されたロータリ圧縮機１００によれば、構造が簡単で小型化を図ることができるとともに各シャフトの同軸度を精度よく組立てることができるロータリ圧縮機の製造装置を得ることができる。

ところで、把持具３０４のクランパ３０６と仕切板１１４との関係を図９に示す。仕切板１１４の外周部に断面がＶ字形状のＶ字状溝からなる位置決め部１２９を設け、この仕切板１１４の位置決め部１２９を把持する把持具３０４のクランパ３０６に設けられた係合体３０７は位置決め部１２９のＶ字状溝と倣って係合できるようにＶ字状突起体として形成され、クランクシャフト１０８の第１シャフト１１８の第１偏心部１２２と第２シャフト１１９の第２偏心部１２５間に挿通されて固定されていない状態の仕切板１１４を、クランパ３０６の係合体３０７であるＶ字状突起体を上下方向から仕切板１１４の外周部に設けられた位置決め部１２９であるＶ字状溝に倣うように係合させることにより、簡易な構造で仕切板１１４をクランクシャフト１０８が回転可能に位置決めして把持することができる。

以上のように、加工対象であるクランクシャフト１０８に、加工対象でない仕切板１１４が軸方向の移動、径方向の移動、軸心に対する傾き、及び回転自在に挿通されてあっても、仕切板１１４の外周部に位置決め部１２９であるＶ字状溝を設け、かつ把持具３０４のクランパ３０６に係合体３０７であるＶ字状突起体を設けたことにより、仕切板１１４を容易に把持することができ、クランクシャフト１０８の第１シャフト１１８の第１軸受挿入部１２１及び第２シャフト１１９の第２軸受挿入部１２７を研削することができる。さらには第１シャフト１１８と第２シャフト１１９を組立後に研削するので、第１シャフト１１８と第２シャフト１１９の組立誤差があっても高精度なクランクシャフト１０８を製造することができる。

実施の形態５．
上述した実施の形態４においては、仕切板１１４の外周部に全周にわたって断面がＶ字形状のＶ字状溝からなる位置決め部１２９が設けられていたが、この実施の形態５においては、図１０に示すように、仕切板１１４の外周部に全周にわたって断面がＶ字形状のＶ字状突起体からなる位置決め部１２９として設けたものである。

また、上述した実施の形態４においては、把持具３０４のクランパ３０６はＶ字形状Ｖ字状突起体からなる係合体３０７が設けられていたが、この実施の形態５においては、図１０に示すように、クランパ３０６はＶ字形状のＶ字状溝からなる係合体３０７として設けたものである。

仕切板１１４を把持する際に、クランクシャフト１０８の第１シャフト１１８の第１偏心部１２２と第２シャフト１１９の第２偏心部１２５間に挿通されて固定されていない状態の仕切板１１４を、クランパ３０６の係合体３０７であるＶ字状溝を上下方向から仕切板１１４の外周部に設けられた位置決め部１２９であるＶ字状突起体に倣うように係合させることにより、簡易な構造で仕切板１１４をクランクシャフト１０８が回転可能に位置決めして把持することができる。

以上のように、加工対象であるクランクシャフト１０８に、加工対象でない仕切板１１４が軸方向の移動、径方向の移動、軸心に対する傾き、及び回転自在に挿通されてあっても、仕切板１１４の外周部に位置決め部１２９であるＶ字状突起体を設け、かつ把持具３０４のクランパ３０６に係合体３０７であるＶ字状溝を設けたことにより、仕切板１１４を容易に把持することができ、クランクシャフト１０８の第１シャフト１１８の第１軸受挿入部１２１及び第２シャフト１１９の第２軸受挿入部１２７を研削することができる。さらには第１シャフト１１８と第２シャフト１１９を組立後に研削するので、第１シャフト１１８と第２シャフト１１９の組立誤差があっても高精度なクランクシャフト１０８を製造することができる。

実施の形態６．
上述した実施の形態４においては、研削体３０５が１台の場合について述べたが、この実施の形態６においては、図１１の平面図で示すように、研削体３０５を２台配置し、各研削体３０５の砥石により、クランクシャフト１０８の第１シャフト１１８の第１軸受挿入部１２１及び第２シャフト１１９の第２軸受挿入部１２７を同時に研削して最終的な仕上げ加工を施すようにしてもよく、この場合はさらに研削加工効率が向上する。

実施の形態７．
この実施の形態７においては、上述した実施の形態１における製造方法、または上述した実施の形態３〜６のいずれかに１つにおける製造装置によって製造されるロータリ圧縮機に関するものである。

この実施の形態７におけるロータリ圧縮機は、仕切板１１４のシャフト貫通孔１２８の径がクランクシャフト１０８の第１偏心部１２２及び第２偏心部１２５の径より小さくでき、かつクランクシャフト１０８の同軸精度を高精度とすることができるため、クランクシャフト１０８の偏心量を大きくしても仕切板１１４のシャフト貫通孔１２８からガス漏れが生じることはなく、小型で大容量のロータリ圧縮機とすることが可能である。

この発明の実施の形態１におけるロータリ圧縮機を示す縦断面図である。この発明の実施の形態１におけるロータリ圧縮機を示す図１のII−II線における断面図である。この発明の実施の形態１におけるロータリ圧縮機のクランクシャフトと仕切板の関連を示す展開図である。この発明の実施の形態２におけるロータリ圧縮機のクランクシャフトの組立・製造方法を示すフローチャートである。この発明の実施の形態２におけるロータリ圧縮機の製造方法を示すフローチャートである。この発明の実施の形態３におけるロータリ圧縮機の製造装置を示す縦断面図である。この発明の実施の形態４におけるロータリ圧縮機の製造装置を示す正面図である。この発明の実施の形態４におけるロータリ圧縮機の製造装置を示す平面図である。この発明の実施の形態４におけるロータリ圧縮機の製造装置の把持具と仕切板の関連を一部断面で示す正面図である。この発明の実施の形態５におけるロータリ圧縮機の製造装置の把持具と仕切板の関連を一部断面で示す正面図である。この発明の実施の形態６におけるロータリ圧縮機の製造装置を示す平面図である。

符号の説明

１００：ロータリ圧縮機、１０８：クランクシャフト、１０９：第１軸受、１１０：第１シリンダ、１１４：仕切板、１１５：第２シリンダ、１１７：第２軸受、１１８：第１シャフト、１１９：第２シャフト、１２１：第１軸受挿入部、１２２：第１偏心部、１２４：嵌合軸、１２５：：第２偏心部、１２６：嵌合穴、１２７：第２軸受挿入部、１２８：シャフト貫通孔、１２９：位置決め部、２０１：基台、２０２：仕切板保持台、２０２ａ：開口部、２０３：第２シャフト保持台、２０４：第１シャフト保持具、２０５：嵌合装置、３０１：基台、３０２：軸方向送り装置、３０３：回転保持具、３０４：把持具、３０５：研削体、３０６：クランパ、３０７：係合体。

Claims

第１偏心部を有する第１シャフトと第２偏心部を有する第２シャフトが連結されて構成されるクランクシャフトを第１シリンダと第２シリンダ間を仕切る仕切板に形成されたシャフト貫通孔に挿通して組み立てるロータリ圧縮機の製造方法において、前記第１シャフトと前記第２シャフトと前記仕切板を同軸上にセットする工程と、前記第１シャフトの嵌合軸を前記仕切板の前記シャフト貫通孔に挿通する工程と、前記仕切板の前記シャフト貫通孔を挿通した前記第１シャフトの前記嵌合軸を前記第２シャフトの嵌合穴に嵌合させて連結して前記クランクシャフトを構成する工程と、前記仕切板が挿通された前記クランクシャフトを回転可能に保持する工程と、前記クランクシャフトに挿通された前記仕切板を前記クランクシャフトが回転し得るように把持する工程と、前記クランクシャフトの軸受挿入部を研削する工程とを備えたことを特徴とするロータリ圧縮機の製造方法。
外周部に位置決め部が形成された前記仕切板の前記位置決め部を把持して前記仕切板の位置決めを行うことを特徴とする請求項１記載のロータリ圧縮機の製造方法。
第１偏心部を有する第１シャフトと第２偏心部を有する第２シャフトが連結されて構成されるクランクシャフトを第１シリンダと第２シリンダ間を仕切る仕切板に形成されたシャフト貫通孔に挿通して組み立てるロータリ圧縮機の製造装置において、基台に設けられ前記基台とともに移動する軸方向送り装置と、前記軸方向送り装置に取り付けられ、前記仕切板が挿通された前記クランクシャフトを回転可能に保持する回転保持具と、前記クランクシャフトに挿通された前記仕切板を前記クランクシャフトが回転し得るように把持する把持具と、前記クランクシャフトの軸受挿入部を研削する研削体とを備えたことを特徴とするロータリ圧縮機の製造装置。
前記把持具は、外周部に位置決め部が形成された前記仕切板の前記位置決め部と係合する係合体を有することを特徴とする請求項３記載のロータリ圧縮機の製造装置。
前記仕切板の前記位置決め部がＶ字状溝のとき、前記把持具の係合体はＶ字状突起体からなることを特徴とする請求項４記載のロータリ圧縮機の製造装置。
前記仕切板の前記位置決め部がＶ字状突起体のとき、前記把持具の係合体はＶ字状溝体からなることを特徴とする請求項４記載のロータリ圧縮機の製造装置。
請求項１または請求項２に記載の製造方法、もしくは請求項３〜請求項６のいずれか１項に記載の製造装置によって製造されたことを特徴とするロータリ圧縮機。
前記仕切板の外周部にＶ字状溝からなる位置決め部が形成されたことを特徴とする請求項７記載のロータリ圧縮機。
前記仕切板の外周部にＶ字状突起からなる位置決め部が形成されたことを特徴とする請求項７記載のロータリ圧縮機。