JP5261460B2 - 往復動圧縮機のクランクケース - Google Patents

Description

本発明は、往復動圧縮機のクランクケースに関する。

周知のように、往復動圧縮機は原動機の回転運動をクランク機構によりピストンの往復運動に変えてシリンダに吸込まれたガスを圧縮して高圧のガスとして吐出させるものである。

この往復動圧縮機の全体構成を特許文献１に記載された従来例を参考に図４に基づいて説明する。
往復動圧縮機は、原動機に接続されて回転駆動するクランク軸５、軸受３、ベアリングホルダ１０、ベアリングキャップ４、クランク軸に形成されたウェブ９、クランクピン６、コネクティングロッド７などからなるクランクを収容したクランクケースＣと、シリンダ１１と、クランクケースＣとシリンダ１１の間に設けられたクロスガイド機構１２を介してクランク軸５に接続されて往復動するピストンロッド１３とを備えている。クロスガイド機構１２は、クランク軸５に連接されたコネクティングロッド７とピストンロッド１３とを連結し、かつクランク軸５の回転運動により往復動するクロスヘッド１２ａと、このクロスヘッド１２aが往復動するように案内するクロスヘッドガイド１２ｂとにより構成されている。シリンダ１１では、ピストンロッド１３に接合されたピストン１１ａが往復動するようになっている。また、油切り部材１４とロッドパッキン１５はその間に設けられたディスタントピース１６とともにピストンロッド１３が摺動可能に嵌挿されている。
クランクケースＣ内のクランク軸５には通常、ウェブ９とクランクピン６からなるクランクスローを複数、有しており、各クランクスロー毎に上述のクランク軸５の回転運動を最終的にガスの圧縮のための往復運動に変換するコネクティングロッド７からピストン１１ａに至る一連の同じ機構がクランクケースＣの本体外に連結、構成されたものとなっている。図の場合は、一部省略しているがその右側に別のクランクスロー（ウェブ９’を含む）に上記クランクスロー（ウェブ９を含む）と同じ機構が連結されており、図示していないが図のクランクケースＣの長さ方向（紙面方向）にもクランクスローの数に応じて上記した同じ機構が複数連結されている。

クランク軸５は、軸受３およびベアリングキャップ４によって平行移動を抑えられ、回転運動のみをする。ここはメインベアリングである。クランク軸５とコネクティングロッド７の間は、ウェブ９を介してクランクピン６によって接続されている。ここはクランクピンベアリングである。コネクティングロッド７とクロスヘッド１２ａの間は、クロスピン８によって接続されている。ここはクロスピンベアリングである。これら３箇所は各々、回転あるいは揺動運動する軸と軸受構造からなり、軸と軸受との間は潤滑油により潤滑されている。

これら軸と軸受を潤滑するための潤滑油は、ポンプ１７、クーラ１８及びフィルタ１９からなるオイルユニットＯＵから外部配管２０によりクランクケースＣの本体内に配設されたにオイルヘッダー管１に供給され、オイルヘッダー管1から複数の分岐経路によりそれぞれの潤滑箇所に分配される。そのひとつは図示のように分岐管１ａ、ロングニップルＬＮ、フレキシブルチューブ２、ベアリングキャップ４に開けられた穴を経て、メインベアリングに供給される。メインベアリングに供給された潤滑油は、クランク軸５に設けられた油流路（図示せず）を経て、クランクピンベアリングに供給される。クランクピンベアリングに供給された潤滑油は、コネクティングロッド７に設けられた油流路（図示せず）を経て、クロスピンベアリングに供給される。クランクケースＣの本体内部及びクロスガイド機構１２に供給された潤滑油は、最終的にクランクケースＣの本体底部の油溜部Ｃ５に流れこむ。Ｏはここに溜まった潤滑油を示している。そして、この潤滑油Ｏは油溜まりからオイルユニットＯＵに戻され、同様に外部配管２０を介してケース本体内のオイルヘッダー管１に供給されて循環使用される。以上は、潤滑油系統の一例であり、潤滑油の供給方式はこれに限らない。

往復動圧縮機のクランクケースＣの本体には上記したように、回転、揺動のための軸と軸受構造を潤滑する潤滑油を供給するオイルヘッダー管1が内部に配備されているが、従来のクランクケースにおけるこの設置の方法、構造について図５、図６に基づいて説明する。
クランクケース本体Ｃ０は、図５のように横長の箱状体を呈したもので、その長手方向に対面した前面エンドカバーＣ１、後面エンドカバーＣ２と、その長手方向に平行して対面したサイドカバーＣ３、Ｃ４と、これらの上面に載設されるトップカバー（図示しない）と、底部の油溜部Ｃ５から構成されている。なお、Ｐは前記コネクティングロッド７の上下の揺動を許容する開口部（窓）である。
また、前面エンドカバーＣ１の上部コーナー部には、オイルヘッダー管1をその長手方向に一体的に形成された複数の短い分岐管１a〜１eを含めて挿入することが可能な比較的大きな穴Ｈが設けられている。

クランクケース本体Ｃ０内にこのオイルヘッダー管1を設置する場合は、前面エンドカバーＣ１側のケースＣの長手方向に作業スペースを取り、ケース内の設置位置に対応して前面エンドカバーＣ１の上部コーナー部に設けられた穴Ｈの位置に、準備された同ヘッダー管１を吊り上げて水平状態に維持した後、その先端より穴Ｈに挿入し、その全体の挿入が完了した後に、そのフランジ部ＦをボルトによりエンドカバーＣ１に固定してオイルヘッダー管１をクランクケースＣ０内に設置するようにしている。そして、オイルヘッダー管1の設置後に各分岐管１a〜１eにロングニップルＬＮを取付けて、これにフレキシブルチューブ２を接続している。
しかしながら、こうした従来のクランクケース本体Ｃ０へのオイルヘッダー管1の設置の仕方では下記のような問題がある。

（１）オイルヘッダー管の設置、取外し（脱着）作業を行うために、クランクケースの長手方向に広い（長い）作業スペースを必要とする。特に大型や多くのクランクスローをもつ機械（往復動圧縮機）においてはこれに対応してクランクケースに配備するオイルヘッダー管が長くなり、これに見合った非常に長い作業スペースを確保しなければならない。また、機械の設置場所において上記作業スペースを確保できない場合では、そこでオイルヘッダー管の脱着作業ができないため一旦設置した後は常にこれをクランクケース本体内に組み込まれた状態のままとしなければならず、これによってケース本体内で行う他の作業（例えば、コネクティングロッドの脱着作業）においてはオイルヘッダー管が邪魔にならないようにその周りに予め作業空間を設けておく必要がある。このためにはクランクケースを大型化しなければならず、コストも増大することになる。

（２）オイルヘッダー管には分岐管が一体に形成されているが、オイルヘッダー管をクランクケース本体のエンドカバー側から挿入するためにはこの分岐管の長さを含めた直径の断面を超える大きな穴を設ける必要がある。これを避けるため、分岐管の長さを短くして上記の穴をできるかぎり小さくしているが、オイルヘッダー管の設置後に分岐管としての十分な長さを確保すべく、ロングニップルを取り付けて分岐管を延長しなければならず、作業性を低下させ、コストも増えることになる。

特開２００５−１５５４８６号公報

本発明は上記した従来技術の問題を解消し、クランクケースの長手方向に広い作業スペースを不要とし、しかも比較的容易な作業によってオイルヘッダー管の設置、取外しが可能な往復動圧縮機のクランクケースを提供することをその技術課題とするものである。

前記の課題を達成するため、本発明は、その長手方向に対面した前面エンドカバー及び後面エンドカバーと、その長手方向に平行して対面したサイドカバーと、上面に載設されるトップカバーと、底部の油溜部から構成された箱状のクランクケース本体に、クランクを収容し、分岐管を有するオイルヘッダー管をその内部に備えた往復動圧縮機のクランクケースにおいて、クランクケース本体の前記前面エンドカバーと前記後面エンドカバーの内壁間の距離よりも短い長さに調製された前記オイルヘッダー管が、前記クランクケース本体の上部のトップカバーを取り外し、上方より内部に搬入、設置されてなることを特徴とする往復動圧縮機のクランクケースを提案するものである。

また、かかる本発明において、より具体的には、前記オイルヘッダー管はその基部側にフランジ部を、その先端側に棒状の突出部を有し、前記オイルヘッダー管のフランジ部と、外部配管の端部に形成されたフランジ部が、前記クランクケース本体の前面エンドカバーのオイル供給孔とオイルヘッダー管のオイル流入孔と前記外部配管のオイル流出孔とが連通した状態で前面エンドカバーに固定されており、一方、フランジ部と短管部から構成されるキャップの該短管部が、前記ケース本体の後面エンドカバーの挿入孔にその先端が同後面エンドカバーの内壁よりも内側に位置して挿通され、かつ前記オイルヘッダー管の突出部に外嵌、固定されているとともに、前記キャップのフランジ部が後面エンドカバーに固定されてなるクランクケースの構成とすることが好ましい。

本発明によれば、オイルヘッダー管の設置、取外しのために、クランクケースの長手方向における広い作業スペースを不要とし、しかも比較的容易な作業によってオイルヘッダー管の設置、取外しが可能な往復動圧縮機のクランクケースを提供することができる。

また、本発明によれば上記作業スペースが不要となることから、従来のように作業スペース確保できない場合にクランクケース内にオイルヘッダー管を組み込んだ状態のままにするために、クランクケースを大型にする必要がなく、これによるコスト増大を伴うこともない。

さらに、従来のようにクランクケースのエンドカバーに分岐管の長さを含めた断面を超える直径の大きな穴を穿設する必要がなくオイルヘッダー管の直径を超える範囲の小さな穴で良く、またロングニップルを取り付けて分岐管を延長する必要もなく、そのための作業やコストの増加を回避することができる。

本発明の実施形態における、クランクケース本体内にオイルヘッダー管を設置する方法を示す斜視図である。 本発明の実施形態における、クランクケース本体内にオイルヘッダー管を設置した状態を示すクランクケースの縦断面図である。 図２のＡ−Ａ要部断面図である。 従来の往復動圧縮機の全体構成示す概略図である。 従来の、クランクケース本体内にオイルヘッダー管を設置する方法を示す斜視図である。 従来の、クランクケース本体内にオイルヘッダー管を設置した状態を示すクランクケースの縦断面図である。断面図である。

以下、本発明についてその実施形態に基づいて図面（図１〜図３）を参照しながら説明する。図１において、オイルヘッダー管1を設置する前のクランクケースすなわちはクランクケース本体Ｃ０は従来のものと同様に、その長手方向に対面した前面エンドカバーＣ１、後面エンドカバーＣ２と、その長手方向に平行して対面したサイドカバーＣ３、Ｃ４と、これらの上面に載設されるトップカバー（図示しない）と、底部の油溜部Ｃ５から構成されている。Ｐは前記コネクティングロッド７の上下の揺動を許容する開口部（窓）であり、クランクケース本体Ｃ０内にクランク軸５を元とするクランクが収容されている点も同様である。なお、本発明にあって、クランクケースとは空であるクランクケース本体Ｃ０にクランク（機構）を収容した状態のものを指し、いわばクランクケース装置と呼称し得るものである。

本発明においては、このクランクケース本体Ｃ０の前面エンドカバーＣ１と後面エンドカバーＣ２の互いに対応する上部コーナー部の位置に、前記の従来の前面エンドカバーＣ１に設けられた穴Ｈよりも小さな直径を有する穴、すなわち後述するオイル供給孔Ｈ１及びキャップの挿入孔Ｈ２が設けられている。
また、本発明においては、ケース本体Ｃ０に設置されるオイルヘッダー管1は、その長さが、前面エンドカバーＣ１と後面エンドカバーの内壁間の距離Ｌ１よりもやや短い長さＬ２に調整されたものが使用される（図３参照）。
この本発明におけるオイルヘッダー管1は、さらに、この長手方向に一体的に形成されている複数の分岐管１ａ〜１ｅが、その設置後に従来の如くロングニップルによって延長する必要がない十分な長さとなっている。さらに、以下の実施形態では、その基端側にフランジ部Ｆ１並びにその先端側に長さｌを有する棒状の突出部（ＳＬ）を有したものである（同図３参照）。

そこで、本発明において、かかるオイルヘッダー管1を設置する場合は、先ず、クランクケース本体Ｃ０の上部のトップカバー（図示しない）を取外し、準備された対象となるオイルヘッダー管1をクランクケース本体Ｃ０の上方に吊り上げて、その基端側を前面エンドカバーＣ１のオイル供給孔Ｈ１に、その先端側を後面エンドカバーＣ２の挿入孔Ｈ２に向けて、それぞれ両孔の上方に位置するように略水平状態に維持する。

次に、その上方位置から、オイルヘッダー管１を降下させ、ケース本体Ｃ０内の上部コーナー部に搬入して、図３に示すように、オイルヘッダー管1の基端部側のオイル流入孔Ｍ１が前面エンドカバーＣ１の供給孔Ｈ１に、その先端側の突出部ＳＰが後面エンドカバーＣ２の挿入孔Ｈ２に、それぞれ対面、一致する位置に調整して、オイルヘッダー管１を停止する。

この停止位置において、オイルヘッダー管１の基端側の前面エンドカバーＣ１への固定作業を行う。すなわち、オイルユニットに接続された外部配管２０をその流出孔Ｍ２を前面エンドカバーＣ１の供給孔Ｈ１に対面させてそのフランジ部Ｆ３をパッキングＰＫ３を介してボルトＢ１を前面エンドカバーＣ１に貫通させて仮固定した後、オイルヘッダー管1のフランジ部Ｆ１をパッキングＰＫ１を介して貫通したボルトＢ１の軸部にナットＮ１を螺合して、オイルヘッダー管１のフランジ部Ｆ１と外部配管２０のフランジ部Ｆ３とを前面エンドカバーＣ１に一体的に本固定する。このとき、前面エンドカバーＣ１のオイル供給孔Ｈ１とオイルヘッダー管１のオイル流入孔Ｍ１と外部配管２０のオイル流出孔Ｍ２とが当然ながら互いに連通した状態になるようにそれらの軸心を一致させて固定する。

一方、上記オイルヘッダー管１の基端側の固定作業と並行して、あるいはこの作業の後に、先端側の固定作業を行う。すなわち、これに必要な、フランジ部Ｆ２と後面エンドカバーＣ２の肉厚より長い短管部ＳＰから構成されるキャップＣＰを準備しておき、キャップＣＰの短管部ＳＰを後面エンドカバーＣ２の外側よりその挿入孔Ｈ２（図３では意図的に隙間を開けて図示）にその先端が同エンドカバー２の内壁よりも内側に突出して位置させるように挿通する。そして、この挿通と同時に、同キャップＣＰの短管部ＳＰをその凹みを利用して、オイルヘッダー管１の先端側の突出部ＳＬに外嵌して固定する。この後、キャップＣＰのフランジ部Ｆ２をパッキングＰＫ２を介してボルトＢ２により、後面エンドカバーＣ２に固定する。

このようにして、クランクケース本体Ｃ０内へのオイルヘッダー管１の搬入、設置作業を終えると、最後に、オイルヘッダー管１に形成された分岐管１ａ〜１ｅをそれぞれ対応するフレキシブルチューブ２に接合し、トップカバーを上面に載設して全ての作業を完了し、スタンバイすることになる。なお、本発明では、分岐管１ａ〜１ｅが十分に長いため、ケース本体Ｃ０内の狭いスペースでもフレキシブルチューブ２への接合作業が容易となる。

以上、本発明をその典型的な実施形態を中心に説明したが、本発明がこの実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて適宜これを設計変更したものはその技術的に範囲に属することは言うまでもない。
例えば、オイルヘッダー管１の先端側の後面エンドカバーに対する固定手段として実施形態ではキャップＣＰの短管部ＳＰを同ヘッダー管の先端部に設けた棒状の突出部ＳＬに外嵌する、換言すれば棒状の突出部ＳＬを短管部ＳＰ内に嵌入するようにしたが、このキャップＣＰを棒状の突出部ＳＬを有する栓体に変え、同ヘッダー管の先端部をこの突出部の径より大きい内径を有する袋状の短管部に変えて、この栓体の突出部を同ヘッダー管側の短管部内に嵌入するようにしても良い。また、実施形態では、オイルヘッダー管の基端側の前面エンドカバーに対する固定手段として同基端側にフランジを設けて、このフランジを用いてボルト及びナットによってエンドカバーに固定するようにしたが、フランジを用いず他の手段によっても構わないものである。また、実施形態では、オイルヘッダー管の先端側の棒状の突出部ＳＬに先細りのテーパ形状を有するものを示したが、その突出部ＳＬと嵌合される短管部ＳＰの内側の凹みも、突出部ＳＬと同様のテーパ形状を有するものとしても良い。あるいは、突出部ＳＬ、それと嵌合される短管部ＳＰの内側の凹みともに、軸方向にわたって略同一径の形状を有するものとしても良い。

Ｃ０：クランクケース本体 Ｃ１：前面エンドカバー Ｃ２：後面エンドカバー
Ｈ１：オイル供給孔 Ｈ２：挿入孔 １：オイルヘッダー管
１ａ〜１ｄ：分岐管 Ｆ１：フランジ部 ＳＬ：突出部 Ｍ１：オイル流入孔
２０：外部配管 Ｍ２：オイル流出孔 ＣＰ：キャップ Ｆ２：フランジ部
ＳＰ：短管部

Claims (2)

1. その長手方向に対面した前面エンドカバー及び後面エンドカバーと、その長手方向に平行して対面したサイドカバーと、上面に載設されるトップカバーと、底部の油溜部から構成された箱状のクランクケース本体に、クランクを収容し、分岐管を有するオイルヘッダー管をその内部に備えた往復動圧縮機のクランクケースにおいて、クランクケース本体の前記前面エンドカバーと前記後面エンドカバーの内壁間の距離よりも短い長さに調製された前記オイルヘッダー管が、前記クランクケース本体の上部のトップカバーを取り外し、上方より内部に搬入、設置されてなることを特徴とする往復動圧縮機のクランクケース。
2. 前記オイルヘッダー管はその基部側にフランジ部を、その先端側に棒状の突出部を有し、前記オイルヘッダー管のフランジ部と、外部配管の端部に形成されたフランジ部が、前記クランクケース本体の前面エンドカバーのオイル供給孔とオイルヘッダー管のオイル流入孔と前記外部配管のオイル流出孔とが連通した状態で前面エンドカバーに固定されており、一方、フランジ部と短管部から構成されるキャップの該短管部が、前記ケース本体の後面エンドカバーの挿入孔にその先端が同後面エンドカバーの内壁よりも内側に位置して挿通され、かつ前記オイルヘッダー管の突出部に外嵌、固定されているとともに、前記キャップのフランジ部が後面エンドカバーに固定されてなることを特徴とする請求項１に記載の往復動圧縮機のクランクケース。

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