JP5171164B2 - 回転式圧縮機、回転式圧縮機の製造方法及び冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

本発明は、密閉ケース内に仕切板を挟んで複数の圧縮要素を固定した回転式圧縮機、回転式圧縮機の製造方法及び冷凍サイクル装置に関し、特に位置決め及び調芯を高精度に行えるものに関する。

圧縮機には種々のタイプのものがあり、その１つとして密閉ケース内に仕切板を挟んで２組の回転式圧縮要素を組み込んだ回転式圧縮機が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような回転式圧縮機の２組の圧縮要素を構成する一対のシリンダ部材は、一方の端面が仕切板を介して接合されているとともに、他方の端面にはそれぞれクランクシャフトを回転自在に支持するための軸受が接合固定されている。

このような構成の回転式圧縮機においては、組み立て時に一対の圧縮要素を上記仕切板に対して精度よく位置決めしなければならない。このため、仕切板と圧縮要素との接合固定については、ピンと孔を用いて位置決めする方法が知られている（例えば、特許文献２，３参照）。
特開平９−２５０４７７号公報 実公平７−５５３４０号公報 特開平２−２２７５９１号公報

上述した回転式圧縮機では、次のような問題があった。すなわち、特許文献２，３に記載のものは、いずれもピン又はボルト延長部と係合孔からなる位置決め手段により、主軸受と副軸受の位置決めを行なうものである。

しかしながら、主軸受及び副軸受とこれらに軸支される回転軸とのクリアランスは通常１０〜２０μｍ程度である。これに対し、上記位置決め手段のピン又はボルト延長部と係合孔とのクリアランスは通常、組立作業性の都合から１００μｍ程度である。

したがって、主軸受と副軸受の調芯精度が十分ではなく、主軸受又は副軸受と回転軸間に均一なクリアランスが形成されない虞がある。そのため、上記両者間の良好な潤滑油膜の形成がなされず、信頼性が低下する不具合があった。また、回転軸に対して、主軸受、仕切板、副軸受をそれぞれ調芯して組立てることも考えられる。このようにすれば、主軸受と副軸受の調芯精度も高くできる。しかしながら、仕切板の内径と回転軸の２つの偏心部間の中間軸の外径との差が大きいため、調芯作業に時間がかかり、効率的な組立作業を行なうことができない。

また、特許文献１に記載のものは、２つのシリンダ部材を両方とも仕切板に位置決めする構造であるが、位置決め方法、調芯方法については記載がされていない。

そこで本発明は、効率よく組立作業を行なうことができるとともに、主軸受と副軸受の調芯精度も高めることができる回転式圧縮機、回転式圧縮機の製造方法及び冷凍サイクルを提供することを目的としている。

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の回転式圧縮機、回転式圧縮機の製造方法及び冷凍サイクルは次のように構成されている。

仕切板の両面に設けられそれぞれシリンダ室を形成する第１及び第２のシリンダ部材と、これら第１及び第２のシリンダ部材の上記仕切板とは反対側の端面にそれぞれ設けられた主軸受及び副軸受と、２つの偏心部を有し上記主軸受及び副軸受に軸支された回転軸と、上記回転軸の各偏心部に係合して各シリンダ室内を偏心回動するローラとを備え、調芯固定された上記第１のシリンダ部材と上記主軸受からなる第１圧縮要素及び調芯固定された上記第２のシリンダ部材と上記副軸受からなる第２圧縮要素をそれぞれ上記仕切板に固定した回転式圧縮機において、上記第１圧縮要素と上記仕切板との相互間に設けられ、上記回転軸に対して直交方向への位置決めを行う位置決め手段とを具備し、上記位置決め手段は、上記主軸受を固定するボルトが締結される上記第１のシリンダ部材のボルト穴の仕切板側に設けられ、反仕切板側よりも小径でねじが切られていない係合部と、上記仕切板に突出して設けられ上記係合部に係合する位置決めピンからなり、上記第２圧縮要素と上記仕切板との相互間は、位置決め手段が設けられておらず、上記第２圧縮要素を上記仕切板に固定するためのボルトと第２圧縮要素のボルト挿通穴間の隙間を上記位置決め手段の係合部と位置決めピン間の隙間よりも大きくしたことを特徴とする。

仕切板の両面に設けられそれぞれシリンダ室を形成する第１及び第２のシリンダ部材と、これら第１及び第２のシリンダ部材の上記仕切板とは反対側の端面に設けられた主軸受及び副軸受と、２つの偏心部を有し上記主軸受及び副軸受に軸支された回転軸と、上記回転軸の各偏心部に係合して各シリンダ室内を偏心回動するローラとを備えた回転式圧縮機の製造方法であって、第１のシリンダ部材と主軸受を調芯して固定し第１圧縮要素を形成する工程と、第２のシリンダ部材と副軸受を調芯して固定し第２圧縮要素を形成する工程と、上記第１圧縮要素と上記仕切板との相互間に設けられた位置決め手段により位置決めして第１圧縮要素を仕切板に固定する工程と、上記位置決め手段は、上記主軸受を固定するボルトが締結される上記第１のシリンダ部材のボルト穴の仕切板側に設けられ、反仕切板側よりも小径でねじが切られていない係合部と、上記仕切板に突出して設けられ上記係合部に係合する位置決めピンからなり、上記仕切板に固定された第１圧縮要素に対して第２圧縮要素を調芯し、第２圧縮要素を仕切り板に固定する工程とを備え、上記第２圧縮要素を上記仕切板に固定するためのボルトと第２圧縮要素のボルト挿通穴間の隙間を上記位置決め手段の係合部と位置決めピン間の隙間よりも大きくしたことを特徴とする。

上述した構成の回転式圧縮機と、凝縮器と、膨張装置と、蒸発器とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、効率よく組立作業を行なうことができるとともに、主軸受と副軸受の調芯精度も高めることが可能となる。

図１は本発明の一実施の形態に係る回転式圧縮機１０の断面構造と、この回転式圧縮機１０を備えた冷凍サイクル装置１の冷凍サイクル構成図、図２は回転式圧縮機１０の要部を示す断面図である。

図１に示すように、冷凍サイクル装置１は、冷媒を凝縮する凝縮器２と、この凝縮器２に接続された膨張装置３と、この膨張装置３に接続され、冷媒を気化する蒸発器４と、この蒸発器４の出口側に接続された回転式圧縮機１０とを備えている。

密閉型回転式圧縮機１０は、ツインタイプのローリングピストン形圧縮機であり、密閉ケース１１を有している。密閉ケース１１内には、上部側に設けられた回転駆動部２０と、下部側に設けられた圧縮機構部３０とが収容されており、回転駆動部２０と圧縮機構部３０とは、回転軸６０を介して連結されている。密閉型回転式圧縮機１０は、回転軸６０が鉛直方向に沿って設けられている縦置型のものである。

回転駆動部２０は、例えばブラシレスＤＣモータが用いられていて、密閉ケース１１の内面に固定される集中巻固定子２１と、この集中巻固定子２１の内側に所定の間隙を存して配置され、回転軸６０に嵌着されるロータ２２とを備えている。回転駆動部２０は、外部の電源供給部（不図示）に接続され、電力の供給を受けている。

圧縮機構部３０は、主軸受３１及び副軸受３２とを備え、主軸受３１側に設けられたバルブカバー３３と、副軸受３２側に設けられたバルブカバー３４とともにボルト３５，３６にてネジ止めされている。主軸受３１及び副軸受３２は、それぞれ回転軸６０を回転自在に支持している。主軸受３１と副軸受３２との間には圧縮機構４０Ａ、仕切板５０、圧縮機構４０Ｂが積層配置されている。

圧縮機構４０Ａ，４０Ｂには、それぞれシリンダ部材４１，４２が設けられるとともに、シリンダ部材４１、４２には、それぞれシリンダ室４３、４４が設けられている。回転軸６０は、シリンダ室４３、４４に対応する位置にそれぞれ設けられたクランク軸部６１，６１を有し、これらクランク軸部６１，６１の外周にそれぞれローラ６２，６２が係合されている。

シリンダ部材４１には、ボルト穴４１ａ，ボルト挿通穴４１ｂが形成され、シリンダ部材４２には、ボルト穴４２ａ，ボルト挿通穴４２ｂが形成されている。ボルト穴４１ａの下部、すなわち、仕切板５０側は上部よりも小径に形成されており、この小径部にはねじが切られておらず、後述する位置決めピン５３と係合する係合部となっている。また、仕切板５０には、ボルト穴５１，位置決めピン固定穴５２が設けられている。

ボルト穴４１ａにはボルト７０がその途中までねじ込まれ、ボルト穴４２ａにはボルト７１がねじ込まれている。また、仕切板５０の位置決めピン固定穴５２には位置決めピン５３（位置決め手段）が一部突出して設けられており、位置決めピン５３の突出部は、ボルト穴４１ａの上記小径な係合部に嵌合している。さらに、ボルト穴５１にはボルト挿通穴４１ｂを通して、ボルト３５がねじ込まれているとともにボルト挿通穴４２ｂを通してボルト３６がねじ込まれている。

このように構成された冷凍サイクル装置１では、次のように運転される。すなわち、回転駆動部２０に電力が供給され、回転軸６０が回転駆動され、圧縮機構部３０が駆動される。

圧縮機構部３０では、ローラ６２がシリンダ室４３，４４内で偏心回転を行うことで、シリンダ室４３，４４内に導かれた冷媒ガスが徐々に圧縮される。回転軸６０が継続して回転され、シリンダ室４３，４４における圧縮室の容量がさらに減少して冷媒ガスが圧縮され、所定圧まで上昇したところで吐出弁が開放する。高圧ガスはバルブカバー３３を介して密閉ケース１１内に吐出され充満する。そして、密閉ケース１１から吐出される。

密閉ケース１１から吐出された高圧ガスは、凝縮器２に導かれて凝縮液化し、膨張装置３で断熱膨張し、蒸発器４で熱交換空気から蒸発潜熱を奪って冷房作用をなす。そして、蒸発したあとの冷媒はアキュムレータ５を介してシリンダ室４３，４４内に再び吸込まれて上述の経路を循環する。

次に、このように構成された回転式圧縮機１０の組み立て工程を説明する。

（第１工程）
主軸受３１と圧縮機構４０Ａのシリンダ部材４１を公知の調芯方法により調芯し、調芯後、主軸受３１をボルト７０を用いてシリンダ部材４１に固定する。

（第２工程）
副軸受３２と圧縮機構４０Ｂのシリンダ部材４２を公知の調芯方法により調芯し、調芯後、副軸受３２をボルト７１を用いてシリンダ部材４２に固定する。

（第３工程）
芯出し固定された主軸受３１とシリンダ部材４１に回転軸６０、偏心ローラ６２、ブレード（不図示）を組み付ける。その後、それらを仕切板５０にボルト３５により固定する。その際、仕切板５０に設けられた位置決めピン５３が、主軸受３１とシリンダ部材４１の固定に用いたボルト穴４１ａの係合部に嵌合することにより、仕切板５０と主軸受３１とシリンダ部材４１のずれが規制される。位置決めピン５３が嵌合するボルト穴４１ａの係合部は、はねじが切られていないため、穴径精度が確保されている（１００μｍレべル）。

（第４工程）
芯出し固定された副軸受３２とシリンダ部材４２に偏心ローラ６２、ブレード（不図示）を組み付ける。その後、それらを主軸受３１に対して調芯し、調芯後仕切板５０にボルト３６により固定する。調芯方法は、回転軸６０を利用して、主軸受３１に対する副軸受３２の最大可動距離を検知し、その中心で固定されるようにする（１０μｍレべル）。副軸受固定用のボルト穴として、主軸受３１を固定したボルト穴５１を用いる。ここで、第３工程に述べられた位置決めピン５３とボルト穴４１ａの係合部間の可動範囲（ガタ）の大きさより、副軸受３２と圧縮機構４０Ｂのシリンダ部材４２のボルト挿通穴４２ｂとボルト３６間の可動範囲（ガタ）の大きさを大きくしてあるため、ボルト締結時にボルト挿通穴４２ｂとボルト３６が干渉して主・副軸受３１，３２の調芯がずれることを防止できる。

上述したように本実施の形態に係る回転式圧縮機１０によれば、主軸受３１側のシリンダ部材と仕切板５０の間に位置決めピン５３を設けることにより、主軸受３１の中心と、仕切板５０の副軸受固定用ボルト穴５１の位置決めを容易に行なうことができ、組立作業性を向上することができる。また副軸受３２側に位置決めピン５３等の位置決め手段を設けていないため、主軸受３１、副軸受３２の調芯時に、副軸受３２を可動させ最適調芯位置を検知することができ、より正確な調芯が可能となる。また、軸受長の短い副軸受３２を可動とすることで、可動部の重量等を低減でき、調芯組立が容易になる。

また、主軸受３１とシリンダ部材４１の固定に用いたボルト穴４１ａに、仕切板５０に設けられた位置決めピン５３が嵌合することにより行うことになるので、主軸受３１とシリンダ部材４１の芯出し固定と位置決めを同じ位置で行えるので、シリンダ部材加工等の手間を低減でき、コストの低減が図ることができる。

さらに、ボルト挿通穴４１ａは、位置決めピン５３が嵌合する部分にはねじが切られていないため、穴径精度が高く、位置決め精度を高めることができる。

図２は、回転式圧縮機１０の変形例の要部を示す縦断面図である。本変形例においては、主軸受３１とシリンダ部材４１の固定を行うボルト８０の下部にねじを切らずにシリンダ部材４１から突出させ、仕切板５０に設けられた孔５４と嵌合させることにより位置決めピンとしても用いるようにしている。このため、芯出し固定と位置決めを同じ部品で行えるので、コストの低減を図ることができる。

さらに、ボルト８０の突出部と仕切板５０の孔５４間の可動範囲（ガタ）の大きさを、副軸受３２を仕切板５０に固定する際の副軸受３２及びシリンダ部材４２のボルト挿通穴４２ａとボルト３６間の可動範囲（ガタ）の大きさより小さくする。このため、ボルト８０の締め付け後、主軸受３１に対して副軸受３２を調芯し固定する場合、ボルト締結時にボルト挿通穴４２ｂとボルト３６が干渉して主・副軸受３１，３２の調芯がずれることを防止できる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］仕切板の両面に設けられそれぞれシリンダ室を形成する第１及び第２のシリンダ部材と、これら第１及び第２のシリンダ部材の上記仕切板とは反対側の端面にそれぞれ設けられた主軸受及び副軸受と、２つの偏心部を有し上記主軸受及び副軸受に軸支された回転軸と、上記回転軸の各偏心部に係合して各シリンダ室内を偏心回動するローラとを備え、調芯固定された上記第１のシリンダ部材と上記主軸受からなる第１圧縮要素及び調芯固定された上記第２のシリンダ部材と上記副軸受からなる第２圧縮要素をそれぞれ上記仕切板に固定した回転式圧縮機において、上記第１圧縮要素と上記仕切板との相互間に設けられ、上記回転軸に対して直交方向への位置決めを行う位置決め手段とを具備し、上記第２圧縮要素と上記仕切板との相互間は、位置決め手段が設けられていないことを特徴とする回転式圧縮機。
［２］上記位置決め手段は、上記第１のシリンダ部材及び上記仕切板のうち一方に設けられ、他方側に突出する突出部材と、上記第１のシリンダ部材及び上記仕切板のうち他方に設けられ、上記突出部材が係合する係合孔を備えていることを特徴とする［１］に記載の回転式圧縮機。
［３］仕切板の両面に設けられそれぞれシリンダ室を形成する第１及び第２のシリンダ部材と、これら第１及び第２のシリンダ部材の上記仕切板とは反対側の端面に設けられた主軸受及び副軸受と、２つの偏心部を有し上記主軸受及び副軸受に軸支された回転軸と、上記回転軸の各偏心部に係合して各シリンダ室内を偏心回動するローラとを備えた回転式圧縮機の製造方法であって、第１のシリンダ部材と主軸受を調芯して固定し第１圧縮要素を形成する工程と、第２のシリンダ部材と副軸受を調芯して固定し第２圧縮要素を形成する工程と、上記第１圧縮要素と上記仕切板との相互間に設けられた位置決め手段により位置決めして第１圧縮要素を仕切板に固定する工程と、上記仕切板に固定された第１圧縮要素に対して第２圧縮要素を調芯し、第２圧縮要素を仕切り板に固定する工程とを備えたことを特徴とする回転式圧縮機の製造方法。
［４］［１］叉は［２］記載の回転式圧縮機と、凝縮器と、膨張装置と、蒸発器とを備えたことを特徴とする冷凍サイクル装置。

符号の説明

１…冷凍サイクル装置、２…凝縮器、３…膨張装置、４…蒸発器、１０…密閉型回転式圧縮機、１１…密閉ケース、２０…回転駆動部、３０…圧縮機構部、３１…主軸受、３２…副軸受、３５，３６…ボルト、４０Ａ，４０Ｂ…圧縮機構、４１，４２…シリンダ部材、４１ａ，４２ａ…ボルト穴、４１ｂ，４２ｂ…ボルト挿通穴４３，４４…シリンダ室、５０…仕切板、５１…ボルト穴、５２…位置決めピン固定穴、５３…位置決めピン（位置決め手段）、７０，７１，８０…ボルト。

Claims (3)

1. 仕切板の両面に設けられそれぞれシリンダ室を形成する第１及び第２のシリンダ部材と、
   これら第１及び第２のシリンダ部材の上記仕切板とは反対側の端面にそれぞれ設けられた主軸受及び副軸受と、
   ２つの偏心部を有し上記主軸受及び副軸受に軸支された回転軸と、
   上記回転軸の各偏心部に係合して各シリンダ室内を偏心回動するローラとを備え、
   調芯固定された上記第１のシリンダ部材と上記主軸受からなる第１圧縮要素及び調芯固定された上記第２のシリンダ部材と上記副軸受からなる第２圧縮要素をそれぞれ上記仕切板に固定した回転式圧縮機において、
   上記第１圧縮要素と上記仕切板との相互間に設けられ、上記回転軸に対して直交方向への位置決めを行う位置決め手段とを具備し、
   上記位置決め手段は、上記主軸受を固定するボルトが締結される上記第１のシリンダ部材のボルト穴の仕切板側に設けられ、反仕切板側よりも小径でねじが切られていない係合部と、上記仕切板に突出して設けられ上記係合部に係合する位置決めピンからなり、
   上記第２圧縮要素と上記仕切板との相互間は、位置決め手段が設けられておらず、上記第２圧縮要素を上記仕切板に固定するためのボルトと第２圧縮要素のボルト挿通穴間の隙間を上記位置決め手段の係合部と位置決めピン間の隙間よりも大きくしたことを特徴とする回転式圧縮機。
2. 仕切板の両面に設けられそれぞれシリンダ室を形成する第１及び第２のシリンダ部材と、これら第１及び第２のシリンダ部材の上記仕切板とは反対側の端面に設けられた主軸受及び副軸受と、２つの偏心部を有し上記主軸受及び副軸受に軸支された回転軸と、上記回転軸の各偏心部に係合して各シリンダ室内を偏心回動するローラとを備えた回転式圧縮機の製造方法であって、
   第１のシリンダ部材と主軸受を調芯して固定し第１圧縮要素を形成する工程と、
   第２のシリンダ部材と副軸受を調芯して固定し第２圧縮要素を形成する工程と、
   上記第１圧縮要素と上記仕切板との相互間に設けられた位置決め手段により位置決めして第１圧縮要素を仕切板に固定する工程と、
   上記位置決め手段は、上記主軸受を固定するボルトが締結される上記第１のシリンダ部材のボルト穴の仕切板側に設けられ、反仕切板側よりも小径でねじが切られていない係合部と、上記仕切板に突出して設けられ上記係合部に係合する位置決めピンからなり、
   上記仕切板に固定された第１圧縮要素に対して第２圧縮要素を調芯し、第２圧縮要素を仕切り板に固定する工程とを備え、上記第２圧縮要素を上記仕切板に固定するためのボルトと第２圧縮要素のボルト挿通穴間の隙間を上記位置決め手段の係合部と位置決めピン間の隙間よりも大きくしたことを特徴とする回転式圧縮機の製造方法。
3. 請求項１記載の回転式圧縮機と、凝縮器と、膨張装置と、蒸発器とを備えたことを特徴とする冷凍サイクル装置。

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