JP5176212B2 - Vane type compressor - Google Patents
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Description
本発明は、ベーン型圧縮機の組付けにおいて、駆動軸を保持する軸受け部分の軸芯合わせ(芯出し)の精度を向上させるための技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for improving the accuracy of centering (centering) of a bearing portion that holds a drive shaft in assembling a vane compressor.
通常のベーン型圧縮機は、エンジン等の駆動力を受けて回転する駆動軸に、ベーンを収納する円柱状のロータが固定され、このロータがシリンダ内の楕円形の孔に収納され、このシリンダの前後の端面を封止部材(フロント・リアヘッド、又はサイドブロック等と称されるもの)により封止されて構成される。シリンダの楕円形の孔の短径部とロータの外径の間のクリアランスは、隣接する圧縮室への圧縮ガスの漏れを低減するため、なるべく小さく設定する必要がある。シリンダ前後の封止手段には、駆動軸を保持するための軸受け部分が設けられており、この軸受け部分の軸芯とシリンダの楕円形の軸芯の芯合わせ(芯出し)を正確に行うことが、圧縮機の性能、信頼性を高めるために重要である。 In an ordinary vane type compressor, a cylindrical rotor that stores a vane is fixed to a drive shaft that rotates by receiving a driving force of an engine or the like, and the rotor is stored in an elliptical hole in the cylinder. The front and rear end surfaces are sealed with a sealing member (referred to as a front / rear head or a side block). The clearance between the short diameter part of the elliptical hole of the cylinder and the outer diameter of the rotor needs to be set as small as possible in order to reduce the leakage of the compressed gas to the adjacent compression chamber. The sealing means before and after the cylinder is provided with a bearing portion for holding the drive shaft, and the shaft core of this bearing portion and the elliptical shaft core of the cylinder are accurately aligned (centered). However, it is important to improve the performance and reliability of the compressor.
上記のような課題に取り組むものとして、芯出し用ダミーロータを用いるものが開示されている(特許文献1,2参照)。この芯出し用ダミーロータは、仮想のロータ部と、仮想の駆動軸部とを有する部材であり、シリンダとどちらか一方の封止手段とを組み付ける際に、このダミーロータをシリンダに配置しておくことによって、シリンダの楕円形の孔の中心と、封止手段の軸受け部分としての通孔の中心とがずれないようにするものである。また、複数の機械部品を相対的に正しい位置に配置する一般的な位置合せ方法として、対象とする各部品に位置決めピン用の孔を設けておき(通常2箇所)、夫々のピン孔に位置決めピンを挿通させて各部品の位置を合せる方法や、相対する部品の一方に円筒状のボス部、他方に円筒状の孔を設けて、その円筒部同士を嵌合させることにより各部品の芯を合わせる方法(いわゆるインロー合わせ)等がよく用いられる。
しかしながら、上記特許文献1及び2に開示されるもののようなダミーロータを使用する方法においては、ダミーロータという特殊な部材が必要であると共に、その組付け工程において、ダミーロータを設置する工程及び取り除く工程、その他特殊な工程が必要となり、作業性、運用コスト等の点で問題があった。また、位置決めピンを使用する方法においては、ピン孔位置そのものにある程度の誤差を見込まなければならない点、ピンとピン孔の間に所定のクリアランスが存在する点、などにより封止部材とシリンダの位置合わせを高精度に行うことができないという問題がある。さらに、インロー合わせによって芯を合わせる方法においては、ボス部と孔に所定のクリアランスを与えた場合、そのクリアランス範囲の各部品が相対的に径方向に動き得ることとなり、封止部材とシリンダの位置合わせを高精度に行うことができない。また径方向に動き得ないようにボス部のクリアランスを負にしてボスが圧入されるようにした場合、シリンダが変形してシリンダ内の楕円形孔が歪むという問題がある。
However, in the method of using a dummy rotor such as those disclosed in
そこで、本発明は、特殊な別部材を必要とせず、また組付け工程の増加を伴わずに、正確な芯出しを可能にすることを目的とするものである。 Therefore, the present invention aims to enable accurate centering without requiring a special separate member and without increasing the assembly process.
上記課題を解決するために、本発明は、駆動軸に固定されるロータ、前記ロータに形成されたベーン溝に摺動可能に収納されるベーン、前記ロータ及び前記ベーンが収納される孔が形成されたシリンダ、前記シリンダの前面側を封止するフロント側封止部材、前記シリンダの後面側を封止するリア側封止部材を有して構成されるベーン型圧縮機において、前記シリンダと前記フロント側封止部材との接合部分、及び前記シリンダと前記リア側封止部材との接合部分に、前記ロータの径方向に突出する突起が形成され、前記突起は、前記孔の短径部を避けるように設けられていることを特徴とするものである。 In order to solve the above problems, the present invention forms a rotor fixed to a drive shaft, a vane slidably accommodated in a vane groove formed in the rotor, and a hole in which the rotor and the vane are accommodated. A vane type compressor having a cylinder, a front side sealing member that seals the front side of the cylinder, and a rear side sealing member that seals the rear side of the cylinder. Projections projecting in the radial direction of the rotor are formed at a joint portion with the front-side sealing member and a joint portion between the cylinder and the rear-side sealing member, and the projection has a short-diameter portion of the hole. It is provided so as to avoid it .
この構成によれば、シリンダ、フロント側封止部材、及びリア側封止部材を組付ける際に、各部材の接合部では、突起部のみが接触した状態となる。これにより、各部材間のクリアランスがなくなり、これらの部材が径方向に動かなくなるため、確実に芯を合わせることができる。また、圧入時に変形するのは、主にフロント側封止部材及びリア側封止部材の筒状部のうち突起が接触する部分だけなので、シリンダ等の部材が大きく変形することはなく、確実に芯を合わせることができる。これにより、従来のように他部材を用いることなく、また組付け工程を増加させることなく、正確な芯出し、即ちフロント側封止部材の通孔、シリンダの孔、リア側封止部材の通孔の中心合わせることができる。 According to this configuration, when the cylinder, the front-side sealing member, and the rear-side sealing member are assembled, only the protrusions are in contact with each other at the joint portion of each member. As a result, there is no clearance between the members, and these members do not move in the radial direction, so that the cores can be reliably aligned. In addition, the deformation during press-fitting is mainly only the portion of the cylindrical portion of the front side sealing member and the rear side sealing member that comes into contact with the projection, so that the members such as the cylinder are not greatly deformed and are reliably The core can be adjusted. As a result, accurate centering, i.e., through-holes in the front-side sealing member, through-holes in the cylinder, and through-holes in the rear-side sealing member can be performed without using other members as in the prior art and without increasing the assembly process. The center of the hole can be aligned.
また、上記請求項1記載の構成において、前記突起は、1つの接合部分に対して3箇所以上形成されていることが好ましい(請求項2)。
In the configuration described in
正確な芯出しを行うためには、各接合部分に少なくとも3つの突起が形成されていることが必要である。 In order to perform accurate centering, it is necessary that at least three protrusions be formed at each joint portion.
また、上記請求項1又は2記載の構成において、前記突起は、前記シリンダの前記フロント側封止部材と当接する部分と、前記シリンダの前記リア側封止部材と当接する部分とに形成されていることが好ましい(請求項3)。
Further, in the configuration according to
突起は、シリンダの前端部分と後端部分とに設けられた、例えばフランジ状の部分に形成されていることが好ましい。 The protrusions are preferably formed in, for example, flange-shaped portions provided at the front end portion and the rear end portion of the cylinder.
また、上記請求項1又は2記載の構成において、前記突起は、前記フロント側封止部材の前記シリンダと当接する部分に形成されると共に、前記リア側封止部材の前記シリンダと当接する部分に形成されていてもよい(請求項4)。
Further, in the configuration according to
このように、突起がフロント側及びリア側の封止部材に形成されていても、上述のシリンダに形成された場合と同様の効果を得ることができる。 Thus, even when the protrusions are formed on the front side and rear side sealing members, the same effects as those obtained when the protrusions are formed on the cylinder can be obtained.
また、上述の構成においては、前記突起は、前記孔の短径部を避けるように設けられているので、圧縮時の組付け時にロータと孔の内周面との接触を避けることが可能となる。 Further, in the above-described configuration, since the protrusion is provided so as to avoid the short diameter portion of the hole, it is possible to avoid contact between the rotor and the inner peripheral surface of the hole during assembly during compression. Become.
シリンダに形成される楕円形の孔は、その短径部とロータの外径の間のクリアランスがなるべく小さくなるように設計されるため、シリンダの変形により孔の短径部が径方向に縮小してしまうと、孔の内壁面とロータの外周面とが接触するといった不具合が発生する。そこで、本構成のように、短径部を避けるように、即ち短径部の放射方向の延長線上から所定円周角内を避けて突起が設けられていることにより、シリンダ、フロント側封止部材、及びリア側封止部材を組付ける際に、シリンダがわずかに変形したとしても短径部の寸法には殆ど影響がなく、ロータが孔と接触する恐れがない。 The elliptical hole formed in the cylinder is designed so that the clearance between the short diameter part and the outer diameter of the rotor is as small as possible. Therefore, the deformation of the cylinder causes the short diameter part of the hole to shrink in the radial direction. If this happens, there will be a problem that the inner wall surface of the hole comes into contact with the outer peripheral surface of the rotor. Therefore, as in this configuration, the projection is provided so as to avoid the short diameter portion, that is, avoiding the inside of a predetermined circumferential angle from the radial extension line of the short diameter portion, so that the cylinder and front side sealing are provided. When the member and the rear side sealing member are assembled, even if the cylinder is slightly deformed, there is almost no influence on the dimension of the short diameter portion, and there is no possibility that the rotor contacts the hole.
上記のように、本発明によれば、シリンダとフロント側封止部材との接合部分、及びシリンダとリア側封止部材との接合部分に、ロータの径方向に突出する突起が形成されているので、シリンダ、フロント側封止部材、及びリア側封止部材を組付ける際に、従来のように他部材を用いることなく、また組付け工程を増加させることなく、正確な芯出しを行うことができ、性能、信頼性の高いベーン型圧縮機を提供することができる。また、突起が孔の短径部を避けるように設けられているので、シリンダ、フロント側封止部材、及びリア側封止部材を組付ける際に、シリンダがわずかに変形したとしても、ロータが孔の内周面に接触する不都合を避けることが可能となる。 As described above, according to the present invention, the protrusion protruding in the radial direction of the rotor is formed in the joint portion between the cylinder and the front side sealing member and the joint portion between the cylinder and the rear side sealing member. Therefore, when assembling the cylinder, the front side sealing member, and the rear side sealing member, accurate centering is performed without using other members as in the past and without increasing the assembly process. Therefore, it is possible to provide a vane compressor with high performance and reliability. Further, since the protrusion is provided so as to avoid the short diameter portion of the hole, even when the cylinder is slightly deformed when the cylinder, the front side sealing member, and the rear side sealing member are assembled, the rotor is not It is possible to avoid the inconvenience of contacting the inner peripheral surface of the hole.
1 ベーン型圧縮機
2 シリンダ
3 フロントヘッド(フロント側封止部材)
4,61 リアヘッド(リア側封止部材)
5,62 駆動軸
6 ロータ
7 ベーン
10 孔
30 通孔
31 通孔
33 リア側フランジ
34 接合枠部
41 フロント側フランジ
43 接合枠部
50,65 突起1
4,61 Rear head (rear side sealing member)
5, 62
以下、添付した図面を参照して本発明の実施例を説明する。尚、異なる実施例において、同一又は同様の作用効果を奏する箇所については、その説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the different embodiments, the description of the same or similar parts that are the same as those of the other embodiments will be omitted.
図1及び図2に示すのは、車両用空調装置の一部として用いられるベーン型圧縮機1であり、このベーン型圧縮機1は、圧縮室を構成するシリンダ2、シリンダ2の前方側端面を封止するフロントヘッド3、シリンダ2の後方側端面を封止するリアヘッド4、エンジン等の駆動力を受けて回転する駆動軸5、駆動軸5に固定されるロータ6、ロータ6に摺動可能に収納される複数(本例においては5つ)のベーン7を有して構成されている。
1 and 2 show a
シリンダ2には、断面楕円形の孔10が形成されており、この孔10内に、ロータ6及びベーン7が収納される。ロータ6は、孔10の楕円の短径と略一致する直径を有する真円の円柱形状をなしており、このロータ6の外壁と孔10の短径部とが接することにより、孔10とロータ6との間に孔10の長径部分を含むように2つの圧縮室11が形成される。ロータ6には、5つのベーン溝12が形成されており、これらのベーン溝12は、ロータ6の回転中心からの放射方向に対して該ロータ6の回転方向に所定角度傾けられた形状をなしている。各ベーン7は、各ベーン溝12に挿入され、ロータ6の回転に伴い遠心力によって孔10の内壁にその先端部を摺接させながら、孔10の内径の変化に合わせてベーン溝12内をスライドする。これにより、ベーン7がロータ6の回転に伴い孔10の長径部から短径部へ進行していくと、ベーン7により区画された圧縮室11の容積は徐々に減少し、この圧縮室11内の流体が圧縮される。駆動軸5は、フロントヘッド3及びリアヘッド4にベアリングやシール材を介して回転可能に支持されると共に、その一端部が回転板15に固定されている。この回転板15は、エンジン等の回転を受けて回転するプーリ16に対して、電磁クラッチ機構を介して連結又は切断可能になされている。また、本例に係るベーン型圧縮機1においては、フロントヘッド3がシリンダ2の全体、及びリアヘッド4の一部を覆う構成がとられており、フロントヘッド3内に吸入室20が形成されると共に、リアヘッド4内に吐出室21が形成されている。吸入室20は圧縮室11内の孔10の長径部近傍に連通し、吐出室21は圧縮室11内の孔10の短径部近傍に連通している。上記構成のベーン型圧縮機1によれば、冷凍サイクルの蒸発器から流出してきた冷媒が、逆止弁25を介して吸入室20に流入し、圧縮室11において圧縮された後吐出室21に流入し、この吐出室21から冷凍サイクルの凝縮器へ向けて吐出される。
A
図2において、シリンダ2、フロントヘッド3、リアヘッド4、ロータ6、及び駆動軸5の組付状態が示されている。組付作業の手順としては、先ずシリンダ2の後面部をリアヘッド4の前面部に接合し、次いでロータ6及びベーン7をシリンダ2の孔10内に納めると共に駆動軸5の後端部をリアヘッド4の通孔30に挿通し、次いでフロントヘッド3をシリンダ2全体を覆うようにリアヘッド4の前面部に接合すると共に駆動軸5の前端部をフロントヘッド3の通孔31に挿通させる。
2, the assembled state of the
図2及び図3に示すように、シリンダ2の後面部には、リア側フランジ33が設けられ、このリア側フランジ33をリアヘッド4の前面部に設けられた接合枠部34の内側に密接させることにより、シリンダ2とリアヘッド4との組付けが行われる。フロントヘッド3の後面部は、中空の筒状部36となっており、この筒状部36の内部には、第1の段差部37、及び該第1の段差部37よりも外端(後端)側に第2の段差部38が設けられ、第1の段差部37から第2の段差部38へ向かう面は、徐々に筒状部36の内径が大きくなるような傾斜面39が設けられている。また、シリンダ2の前面部には、フロント側フランジ41が設けられている。そして、フロントヘッド3、シリンダ2、及びリアヘッド4の組付けは、図3(b)に示すように、シリンダ2のフロント側フランジ41をフロントヘッド3の第1の段差部37に密接させると共に、フロントヘッド3の第2の段差部38よりも外(後)端に存する接合枠部43の内壁面をリアヘッド4の接合枠部34の外壁面に密接させることにより行われる。
As shown in FIGS. 2 and 3, a
本発明に係るベーン型圧縮機1においては、図4及び図5に示すように、シリンダ2のフロント側フランジ41及びリア側フランジ33に、複数の突起50が設けられている。シリンダ2はアルミ合金等の素材からなり、このシリンダ2の素材にはあらかじめ所定の削り代を与えて突起50が設けられている。シリンダ2加工時には、フランジ41,33の突起50が設けられていない部分をクランプし、孔10及び突起50をミーリング加工する。クランプ部をはずさず同時加工できることにより、孔10と突起50との位置関係を高精度に管理することができる。本例においては、これらの突起50は、各フランジ33,41上に、孔10の短絡部を避けて等間隔に6つずつ形成されている。また、これらの突起50は、図6に示すように、これを構成する各面又は辺がR形状を有しており、大きさとして、幅L1が10mm以下(好適には3mm程度)、長さL2が10mm以下(好適には5mm程度)、高さL3が10mm以下(好適には0.7mm程度)であることが好ましい。
In the
シリンダ2、フロントヘッド3、及びリアヘッド4を組付ける際には、図3(a)に示す状態から図3(b)に示す状態となるように、各部材2,3,4を圧入していく。この時、各部材2,3,4の接合部分においては、各辺に丸みを施した突起50が傾斜面39に接触するため、組付け時における接触抵抗を小さくすることができ、各部材2,3,4はスムーズに軸芯の合った適正位置に移動する。また、接合完了時には、突起50が傾斜面39に接触しているため、おもにフロントヘッド3の筒状部36の接触箇所のみが径方向外側に膨らむことによって、シリンダ2自体の歪みを抑えることができる。さらに、突起50が孔10の短径部を避けて設けられているため、シリンダ2がわずかに変形したとしても短径部の寸法には殆ど影響がなく、ロータ6が孔10と接触する恐れがない。これにより、従来のように他部材を用いることなく、また組付け工程を増加させることなく、フロントヘッド3の通孔31、シリンダ2の孔10、及びリアヘッド4の通孔30のそれぞれの中心を通る線(図2中一点鎖線を参照)を正確に合わせることが可能となる。
When the
尚、本発明は、本実施例で示した突起50の個数、形成位置、形状等、また封止手段の構成(サイドブロックの有無)等に限定されるものではなく、様々なバリエーションを包含するものである。
The present invention is not limited to the number, formation position, shape, and the like of the
図7及び図8において、本実施例に係るリアヘッド61及びフロントヘッド62の構成が示されている。このリアヘッド61においては、接合枠部34(図3参照)の内壁面に、6つの突起65が形成されており、またフロントヘッド62においては、第1の段差部37(図3参照)近傍の傾斜面に、6つの突起65が形成されている。
7 and 8, the configurations of the rear head 61 and the
このような構成によっても、上記実施例1と同様に、圧入時の圧力が突起により吸収され、シリンダ2のフランジ33,41自体、またリアヘッド61及びフロントヘッド62自体の歪みを防止することができる。これにより、従来のように他部材を用いることなく、また組付け工程を増加させることなく、フロントヘッド62の通孔67、シリンダ2の孔10、リアヘッド61の通孔68のそれぞれの中心を通る線(図2中一点鎖線を参照)を正確に合わせることが可能となる。
Even with such a configuration, as in the first embodiment, the pressure at the time of press-fitting is absorbed by the protrusions, and distortion of the
Claims (4)
前記ロータに形成されたベーン溝に摺動可能に収納されるベーン、
前記ロータ及び前記ベーンが収納される孔が形成されたシリンダ、
前記シリンダの前面側を封止するフロント側封止部材、
前記シリンダの後面側を封止するリア側封止部材、
を有して構成されるベーン型圧縮機において、
前記シリンダと前記フロント側封止部材との接合部分、及び前記シリンダと前記リア側封止部材との接合部分に、前記ロータの径方向に突出する突起が形成され、前記突起は、前記孔の短径部を避けるように設けられていることを特徴とするベーン型圧縮機。A rotor fixed to the drive shaft,
A vane slidably housed in a vane groove formed in the rotor;
A cylinder formed with a hole for accommodating the rotor and the vane;
A front side sealing member for sealing the front side of the cylinder;
A rear side sealing member for sealing a rear surface side of the cylinder;
In a vane type compressor configured to have
Projections projecting in the radial direction of the rotor are formed at joint portions between the cylinder and the front-side sealing member and joint portions between the cylinder and the rear-side sealing member . A vane type compressor characterized by being provided so as to avoid a short diameter portion .
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