JP5466693B2 - 密閉圧縮機にアキシャル軸受を取り付けるための構成およびプロセス - Google Patents

Description

本発明は、小型の冷凍システムにおいて使用される形式のレシプロ型の密閉圧縮機であって、垂直軸を備え、シリンダブロックの上方においてこの偏心軸へと電気モータの回転子が取り付けられ、シリンダブロックによって軸方向について支持されている密閉圧縮機に、アキシャル軸受を取り付けるための構成およびプロセスに関する。

上述の形式の密閉冷凍圧縮機は、シリンダブロックを気密に封じられた外殻の内部に取り付けてなり、このシリンダブロックが、偏心軸を半径方向から支持するとともに、シリンダブロックの上方において偏心軸へと取り付けられた電動モータの回転子を軸方向について支持している。

クランクシャフト−回転子アセンブリの重量が、一般的にはシリンダブロックの環状の上端面および少なくとも１つの摺動リング（シリンダブロックの上端面と電気モータの回転子の下端面の環状の部位との間に配置される）を含むアキシャル軸受によって支持される。

クランクシャフトは、その下端に、圧縮機の動作の最中に潤滑油を外殻の下部に画定されたリザーバから互いに相対運動する部品へと案内し、これらの部品の正しい動作のための油の供給を保証するポンプ回転子を保持している。

回転子の下端面とアキシャル軸受の摺動リングとの間の相対回転運動を防止するために、アキシャル軸受の摺動リングを、クランクシャフト−回転子アセンブリに対して回転に関して固定する必要がある。

現時点において知られている構成の解決策では、クランクシャフト−回転子アセンブリに対する摺動リングの回転の固定が、摺動リングに１つ以上の半径方向外側の歯（摺動リングと同一面にある）を設け、このような歯を、回転子の下端面の付近に設けられる該当の内側の半径方向の凹所にはまり込むように寸法付けることによって行われている。半径方向の凹所の深さは、摺動リングについて所望の回転の固定を保証するとともに、摺動リングのシリンダブロックへと向いた外面を、シリンダブロックに据えて支持し、回転子とシリンダブロックとの間の接触を防止できるように寸法付けられている。通常は、この形式の取り付けは、解決しようとする技術的課題が、回転子へと据えられる摺動リングのクランクシャフト−回転子アセンブリに対する回転の固定に関係しているため、１つ以上の摺動リング（介在の球と協働しても、介在の球を持たなくてもよい）を使用するアキシャル軸受に適用される。

この従来技術の構成は、広く使用されていて、クランクシャフト−回転子アセンブリに充分なアキシャル軸受を提供しているが、隣接する摺動リングの回転の固定を達成するために、回転子に半径方向の凹所を設ける必要があるという不都合を有している。前記半径方向の凹所を得るために、回転子を機械加工し、あるいは回転子の薄板の積層の端部の薄板を特定の構成にプレスする工程が、製造コストを上昇させる。

上述したこれまでの解決策の別の欠点は、通常は加熱した回転子を偏心軸の上部延長部の周囲に締まりばめによって取り付けるべく下方へと変位させる取り付けの工程の最中に、配置された摺動リングを回転子の下端面に当接した状態に維持することが、難しいことに起因する。

したがって、本発明の目的は、上述の形式のレシプロ型の密閉冷凍圧縮機にアキシャル軸受を取り付けるための構成およびプロセスであって、クランクシャフト−回転子アセンブリをシリンダブロックへと支持するとともに摺動リングを前記クランクシャフト−回転子アセンブリへと回転に関して固定するための各部について、構成および組み立ての大幅な単純化を可能にする構成およびプロセスを提供することにある。

本発明は、ラジアル軸受および上部のアキシャル軸受が設けられたシリンダブロックと、ラジアル軸受に支持されており、アキシャル軸受から上方へと突き出す上端延長部を有する偏心軸と、下面部分を有し、この下面部分がアキシャル軸受に支持されるように、偏心軸の上端延長部の周囲に取り付けられて回転および軸方向に関して固定される電気モータの回転子とを備える形式のレシプロ型の密閉圧縮機へと適用される。

本発明の一態様によれば、取り付けの構成が、アキシャル軸受と回転子の下面部分との間において偏心軸の上端延長部の周囲に取り付けられる摺動リングを備え、偏心軸の前記上端延長部にインデキシング手段が設けられ、前記摺動リングが、摺動リングを偏心軸に回転に関して固定するために、インデキシング手段に結合させられる位置決め手段を保持している。

上述の構成によれば、インデキシング手段（例えば、偏心軸の特定の長手方向の上端延長部に沿って形成されるインデキシング溝の形態である）にはめ合わせられるただ１つの位置決め手段（例えば、同一面内のただ１つの半径方向内側の歯）を備えるただ１つの摺動リングを使用するだけでよい。これにより、摺動リングを偏心軸へと取り付け、すでに偏心軸へと回転に関して固定された状態で、取り付け位置に重力によって保つことができるため、その後に回転子を、上述の従来技術において行われるように摺動リングを回転子の下面部分に前もって固定する必要なく、偏心軸の上端延長部の周囲に締まりばめによって取り付けることができる。

本発明の解決策の別の好都合な態様は、介在の球に結合させられ、あるいは介在の球に結合させられることがない複数の摺動リングを設ける必要なく、偏心軸へと容易に回転に関して固定されるただ１つの摺動リングを使用できることにある。前記摺動リングは、通常は金属材料で作られ、随意によりエンジニアリングプラスチックまたは添加材入りの「テフロン（登録商標）（Ｔｅｆｒｏｎ）」で射出することができ、低摩擦および耐摩耗性の要件を低コストで満足させる。

さらに、本発明の別の態様によれば、取り付けの構成が、上述の形式のレシプロ型の密閉圧縮機にアキシャル軸受を取り付けるためのプロセスによって実行され、前記プロセスが、
偏心軸をシリンダブロックのラジアル軸受の内部に取り付け、この偏心軸を、この偏心軸の上端延長部をアキシャル軸受を超えて突き出させる所定の位置に、軸方向について固定するステップ、
シリンダブロックを、偏心軸の上端延長部をアキシャル軸受から上方へと突き出させる位置に、固定された状態に保つステップ、
摺動リングを、偏心軸の上端延長部の周囲を降下させつつ取り付け、摺動リングの偏心軸への回転に関する固定をもたらすために、偏心軸の軸方向の位置決めストッパに到達させるステップ、および
前記回転子の下面部分が摺動リングに据わるまで、回転子を偏心軸の上端延長部の周囲に取り付け、回転および軸方向に関して固定するステップ
を含む。

本発明を、本発明について考えられる実施形態の例として提示される添付の図面を参照して、以下で説明する。

レシプロ型の密閉圧縮機の一部分の中央縦断面図を示しており、従来技術に従って取り付けられたシリンダブロックに支持された偏心軸、固定子、回転子、および摺動リングを分解形式にて示している。 図１に示されているようにシリンダブロックの上方に配置された電気モータの回転子を偏心軸へと取り付けるための領域の拡大図を示している。 従来技術に従って取り付けられた圧縮機について、回転子をシリンダブロックへと据え、従来技術に従って構成されて回転子へと取り付けられた摺動リングを組み込むための領域の断面図であって、図１Ａの線ＩＩ−ＩＩに従って得た断面図を示している。 本発明の位置決め手段を保持している偏心軸の下向きの斜視図を概略的に示している。 本発明の位置決め手段を保持している偏心軸の上向きの斜視図を概略的に示している。 本発明の構成について、レシプロ型の密閉圧縮機の図１と同様の一部分の中央縦断面図を示している。 図４に示されているようにシリンダブロックの上方に配置された電気モータの回転子を偏心軸へと取り付けるための領域の拡大図を示している。 本発明に従って取り付けられた圧縮機について、回転子をシリンダブロックへと据え、本発明に従って構成されて回転子へと取り付けられた摺動リングを組み込むための領域の断面図であって、図４Ａの線Ｖ−Ｖに従って得た断面図を示している。

すでに述べたように、本発明は、添付の図面の図１、図１Ａ、図４、および図４Ａに示されている形式のレシプロ型の密閉圧縮機であって、シリンダブロック１０と、垂直な偏心軸２０とを備え、シリンダブロック１０に、ラジアル軸受１１およびアキシャル軸受１２（図面に示されている構成においては、シリンダブロック１０そのものの上部環状面１２ａを含む）が設けられ、偏心軸２０が、ラジアル軸受１１の内面に支持され、シリンダブロック１０の上部環状面１２ａから上方へと突き出す上端延長部２１を有する密閉圧縮機に適用される。添付の図面に示した構成例では、ラジアル軸受１１が、シリンダブロック１０の円柱形の貫通穴１３によって画定されている。

図示の構成においては、偏心軸２０が、シリンダブロック１０の上方に配置される電気モータＭの回転子３０に取り付けられる。回転子３０は、複数の環状の金属薄板を垂直方向に整列させて形成されており、これら複数の環状の金属薄板が一体となって、その内周縁に回転子３０の円柱形の内面３１を画定している。さらに回転子３０は、回転子３０の円柱形の内表面３１に隣接する環状の下面部分３２を有する。

回転子３０は、回転子３０の下面部分３２がアキシャル軸受１２に支持されるように、偏心軸２０の上端延長部２１の周囲に取り付けられる。

図示の例では、回転子３０の下面部分３２が、回転子３０の薄板の積層の下端面３３に対して軸方向に後方へと離されている。

図１、図１Ａ、および図２に示されている従来技術の構成においては、回転子３０をシリンダブロック１０と偏心軸２０とによって画定されるアセンブリへと取り付けるために、回転子３０が、その円柱形の内表面３１に、回転子３０の薄板の積層に画定される下面部分３２から製作される少なくとも２つの半径方向のスロット３４をもたらすように前もって機械加工され、これらのスロット３４に、前記下面部分３２およびシリンダブロック１０の上部環状面１２ａに対して軸方向に据えられる摺動リング４０の外側の半径方向の突起４１がそれぞれはめ込まれ、回転に関して固定される。

この摺動リング４０の回転子３０への必須かつ面倒な保持の後で、回転子３０を、偏心軸２０および回転子３０の各部に対する摺動リング４０の位置を損なうことなく、偏心軸２０の上端延長部２１へと下降させて取り付け、一般的には締まりばめによって固定することができる。この構成は、すでに述べた利点を提供する。

本発明は、図３から図５に典型的に示されているように、上述の形式のレシプロ型の密閉圧縮機にアキシャル軸受を取り付けるための構成であって、アキシャル軸受１２と回転子３０の下面部分３２との間において偏心軸２０の上端延長部２１の周囲に取り付けられる摺動リング４０を備え、偏心軸２０の前記上端延長部２１に、インデキシング手段２２が設けられ、前記摺動リング４０が、摺動リング４０を偏心軸２０に回転に関して固定するために、インデキシング手段２２に結合させられる位置決め手段４２を保持している構成を提供する。

本発明を実行する１つの方法においては、インデキシング手段２２が、インデキシング用の凹所２２ａによって画定され、位置決め手段４２が、摺動リング４０に取り入れられた内側の半径方向の歯４２ａの形態である。摺動リング４０を、低摩擦および耐摩耗性の要件を低コストで満たすように、金属材料で製作でき、エンジニアリングプラスチックにて射出成型することができ、あるいは添加材入りの「テフロン（登録商標）」で射出成型することができる。

図示の構成においては、摺動リング４０の内側の半径方向の歯４２ａが、摺動リング４０の同一面内の半径方向の延長部によって画定されている。

図示の構成においては、インデキシング用の凹所２２ａが、偏心軸２０の上端延長部２１の外面に、例えば偏心軸２０の上部自由端２３から長手方向に形成され、偏心軸２０の上端延長部２１の全体にわたって延びているインデキシング溝２２ｂの形態である。

この構成のために、インデキシング溝２２ｂは、行き止まりの内側端に、摺動リング４０の軸方向の位置決めストッパ２２ｃを画定している。

本発明のインデキシング溝２２ｂは、好ましくは、偏心軸２０の上端延長部２１の外側面に沿ってらせん展開にて形成される。具体的には、偏心軸２０の回転によって、軸方向の位置決めストッパ２２ｃの領域に存在し、したがって摺動リング４０の取り付けの領域に存在する潤滑油が、前記インデキシング溝２２ｂに沿って偏心軸２０の上部自由端２３に向かって上方へと推進されるよりもむしろ上記領域に維持されるように、上記らせん展開が、偏心軸２０の回転方向とは反対の方向である。

偏心軸２０が、前記偏心軸２０の外側面にらせん展開にて形成される１つ以上の油溝２４を有する場合には、インデキシング溝２２ｂは、前記偏心軸２０に形成されるらせん状の油溝２４とは反対の方向のらせん展開にて設けられる。

インデキシング手段２２が、添付の図面に示されているインデキシング溝２２ｂを備える構成以外の構成を有してもよいことを、理解すべきである。例えば、インデキシング手段２２を、摺動リング４０の軸方向の位置決め領域において偏心軸２０に形成される凹所（図示されていない）によって画定してもよい。摺動リング４０の内側の半径方向の歯４２ａが、（摺動リング４０と内側の半径方向の歯４２ａとで画定されるアセンブリを局所的に弾性変形させた状態で）摺動リング４０を偏心軸２０の上部自由端２３から取り付け位置まで軸方向に下降させた後で、内側の半径方向の歯４２ａが開示されていない前記凹所にはめ込まれルまで、前記凹所の内部にはめ込まれ、回転に関して固定される。

本発明によれば、回転子３０と偏心軸２０とで画定されるアセンブリをシリンダブロック１０へと取り付けるためのプロセスが、
偏心軸２０をシリンダブロック１０のラジアル軸受１１の内部に取り付け、該偏心軸２０を、該偏心軸２０の上端延長部２１をアキシャル軸受１２を超えて突き出させる所定の位置に、軸方向について固定するステップ、
シリンダブロック１０を、偏心軸２０の上端延長部２１をアキシャル軸受１２から上方へと突き出させる位置に、固定された状態に保つステップ、
本発明に従って構成された摺動リング４０を、偏心軸２０の上端延長部２１の周囲を降下させつつ取り付け、摺動リング４０の偏心軸２０への回転に関する固定をもたらすために、偏心軸２０の軸方向の位置決めストッパ２２ｃに到達させるステップ、および
前記回転子３０の下面部分３２が摺動リング４０に据わるまで、回転子３０を偏心軸２０の上端延長部２１の周囲に取り付け、回転および軸方向に関して固定するステップ
という全体的なステップにて生じる。

摺動リング４０を取り付けるステップは、前記摺動リング４０の位置決め手段４２を偏心軸２０に設けられたインデキシング手段２２に結合させることを含んでおり、前記結合は、摺動リング４０を偏心軸２０の上部自由端２３の周囲に配置することによって得られ、この配置は、摺動リング４０が軸方向の位置決めストッパ２２ｃに達するまで維持される。この状態で、回転子３０の下面部分３２が、シリンダブロック１０のアキシャル軸受１２に対して摺動可能に据えられた摺動リング４０に据えられる。

この構成によれば、固定の改善が得られる他に、油が摺動リング４０の領域を通って半径方向に漏れることが防止される（このような油の漏れは、偏心軸２０の上端延長部２１の潤滑を損ないかねない）。

本発明の取り付けの構成は、上述のような摺動リング４０の構造的な変更だけでなく、偏心軸２０の潤滑の正しい働きを損なうことがない前記摺動リング４０の偏心軸２０に対する所定の構成および組み付けにも関係している。

さらに、この新規の構造的な構成は、回転子３０を偏心軸２０の上端延長部２１の周囲に配置する前に、前記摺動リング４０が回転子３０から外れないようにするために、回転子３０に摺動リング４０のためのハウジングを設ける必要がなく、回転子３０に前記摺動リング４０を取り付ける必要もなく、回転子３０の偏心軸２０へのより容易、迅速、かつ安全な取り付けが可能になるとともに、それぞれの加工時間の大幅な短縮も可能になる。

本明細書において、本発明の典型的な実施形態を１つだけ説明したが、本明細書に添付される特許請求の範囲に画定される構成的な考え方から離れることなく、構成要素の形態および配置について変更が可能であることを、理解すべきである。

Claims (8)

1. ラジアル軸受（１１）および上部アキシャル軸受（１２）を備えるシリンダブロック（１０）と、
   ラジアル軸受（１１）に支持されており、アキシャル軸受（１２）から上方へと突き出す上端延長部（２１）を有する偏心軸（２０）と、
   下面部分（３２）を有し、下面部分（３２）がアキシャル軸受（１２）に支持されるように、偏心軸（２０）の上端延長部（２１）の周囲に取り付けられて回転および軸方向に関して固定される電気モータ（Ｍ）の回転子（３０）と、
   を備える形式のレシプロ型の密閉圧縮機にアキシャル軸受を取り付けるための構成であって、
   アキシャル軸受（１２）と回転子（３０）の下面部分（３２）との間において偏心軸（２０）の上端延長部（２１）の周囲に取り付けられる摺動リング（４０）を備え、偏心軸（２０）の前記上端延長部（２１）にインデキシング手段（２２）が設けられ、前記摺動リング（４０）が、摺動リング（４０）を偏心軸（２０）に回転に関して固定するために、インデキシング手段（２２）に係合させる位置決め手段（４２）を保持し、
   インデキシング手段（２２）が、偏心軸（２０）の上端延長部（２１）の外面に、偏心軸（２０）の長手方向に延設された溝（２２ｂ）の形態であり、
   位置決め手段（４２）が、摺動リング（４０）の同一面内の半径方向の延長部によって画定され、摺動リング（４０）に組み込まれた内側の半径方向の歯（４３）の形態であり、
   インデキシング手段（２２、２２ｂ）が、偏心軸（２０）の動作時の回転とは反対の方向のらせん展開にて形成されている
   ことを特徴とする、構成。
2. インデキシング手段（２２、２２ｂ）が、偏心軸（２０）の上部自由端（２３）から設けられ、偏心軸（２０）の上端延長部（２１）の全体にわたって延びていることを特徴とする、請求項１に記載の構成。
3. インデキシング手段（２２、２２ｂ）が、行き止まりの内側端に、摺動リング（４０）の軸方向の位置決めストッパ（２２ｃ）を画定していることを特徴とする、請求項１に記載の構成。
4. 偏心軸（２０）の外面に少なくとも１つのらせん状の油溝（２４）が設けられており、
   インデキシング手段（２２、２２ｂ）が、前記油溝（２４）のらせん展開とは反対の方向のらせん展開にて設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の構成。
5. 回転子（３０）の下面部分（３２）が、シリンダブロック（１０）のアキシャル軸受（１２）に当接して摺動可能に据えられた摺動リング（４０）に当接して据えられることを特徴とする、請求項１に記載の構成。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の形式のレシプロ型の密閉圧縮機にアキシャル軸受を取り付けるためのプロセスであって、
   偏心軸（２０）をシリンダブロック（１０）のラジアル軸受（１１）の内部に取り付け、該偏心軸（２０）を、該偏心軸（２０）の上端延長部（２１）をアキシャル軸受（１２）を超えて突き出させる所定の位置に、軸方向について固定するステップと、
   シリンダブロック（１０）を、偏心軸（２０）の上端延長部（２１）をアキシャル軸受（１２）から上方へと突き出させる位置に、固定された状態に保つステップと、
   摺動リング（４０）を、偏心軸（２０）の上端延長部（２１）の周囲を降下させつつ取り付け、摺動リング（４０）の偏心軸（２０）への回転に関する固定をもたらすために、偏心軸（２０）の軸方向の位置決めストッパ（２２ｃ）に到達させるステップと、
   前記回転子（３０）の下面部分（３２）が摺動リング（４０）に据わらせて、回転子（３０）を偏心軸（２０）の上端延長部（２１）の周囲に取り付け、回転および軸方向に関して固定するステップと、
   を含むことを特徴とする、プロセス。
7. 摺動リング（４０）を取り付けるステップが、該摺動リング（４０）の位置決め手段（４２）を偏心軸（２０）に設けられたインデキシング手段（２２）に結合させることを含むことを特徴とする、請求項６に記載のプロセス。
8. 位置決め手段（４２）とインデキシング手段（２２）との間の結合が、摺動リング（４０）を偏心軸（２０）の上部自由端（２３）の周囲に配置することによって得られ、該配置が、摺動リング（４０）が軸方向の位置決めストッパ（２２ｃ）に達するまで維持されることを特徴とする、請求項７に記載のプロセス。

Images