JPH05157079A

JPH05157079A - 駆動軸の製造方法

Info

Publication number: JPH05157079A
Application number: JP4134082A
Authority: JP
Inventors: Jr Howard H Fraser; エイチ．フレイザー，ジュニアハワード; David C Baumann; シー．ボウマンデイヴィッド
Original assignee: Carrier Corp
Current assignee: Carrier Corp
Priority date: 1991-06-10
Filing date: 1992-05-27
Publication date: 1993-06-22
Anticipated expiration: 2010-04-19
Also published as: JPH0735794B2; TW226345B; MY136209A

Abstract

(57)【要約】【目的】駆動軸の一部として釣合重りを有する駆動軸
を製造する方法を提供する。【構成】駆動軸４０は、金属鍛造、鋳造または粉末冶
金によって成形される主軸受部分とこれに連結された鋼
管４１とを有する。鋼管４１は、圧入や摩擦圧接、レー
ザ圧接などによって主軸受部分にしっかり固定されてい
る。鋼管４１にはプラスチックのインサート６５が備え
られている。このプラスチックのインサート６５は、ガ
ス冷媒を排出し、駆動軸４０の鋼管４１部分に沿って所
望の場所まで油を送出するための適当なベント及び油穴
６６を備えるように成形されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は主に駆動軸に関し、特
に、製造費用を削減し、かつ使用できる製造方法の範囲
を広げた駆動軸の構成を改良した駆動軸の製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一対の嵌め合いスクロールが相対
軌道運動を行うスクロール型コンプレッサにおいては、
一方のスクロールは通常固定されており、もう一方が軌
道を描いて回る。冷媒ガスのような圧縮流体は、渦巻き
体の片側から導入され、この装置の公転運動によってガ
スが動くにつれて圧縮される。圧縮されたガスは中心か
ら吐出される。この過程を逆にして、圧縮された流体を
中心から導入し、さらに膨脹させることによって装置を
駆動する。

【０００３】このように、スクロール機はモータすなわ
ち膨張器として用いることが可能なのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たスクロール型コンプレッサでは、動いているスクロー
ルの公転運動は不均衡で軸から外れているため、振動モ
ーメントが生じる。振動モーメントは、適当な釣合重り
によって適宜均衡を保たなければならないものである。
現在のスクロール型コンプレッサまたは他のスクロール
型の回転装置では、軌道を描いて回転しているスクロー
ルから軸方向にかなり離れたところに釣合重りを備え、
釣合重りによって釣合を保つ必要がある。このような釣
合重りは駆動軸によって支持されるが、周知の技術によ
って釣合重りを備えた駆動軸を製造するには費用がかか
る。

【０００５】このような周知の製造方法には、ねずみ鋳
鉄や可鍛鋳鉄の単一の鋳片の機械加工や、鋳造物から駆
動軸を機械加工することなどが含まれる。

【０００６】すなわち、従来の駆動軸の製造方法におい
ては、どの基本的な製造方法を用いる場合でも、駆動軸
は単一で実質的に均一の材料片を機械加工して作られる
ため、実質的に製造コストがかかってしまう問題があっ
た。

【０００７】そこで、本発明の第１の技術的課題は、上
記欠点に鑑み、駆動軸の製造方法を改良することにあ
る。

【０００８】また、本発明の第２の技術的課題は、駆動
軸の一部として釣合重りを有する駆動軸の製造方法を改
良することにある。

【０００９】さらに、本発明の第３の技術的課題は、ス
クロール型コンプレッサすなわちモータに用いられる駆
動軸の製造性を改良して、釣合重りを、駆動軸の一部と
し、または、駆動軸に固定させることができる駆動軸の
製造方法を提供することである。

【００１０】本発明の第４の技術的課題は、駆動軸に取
り付けることが可能な内部に油の流路を備えたプラスチ
ックのインサートを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、スクロ
ール型コンプレッサ１０に用いられる駆動軸４０を製造
する方法において、可動スクロール２６の一部分３０を
収め、該可動スクロールに公転運動を行わせる軸受キャ
ップ４２を形成するステップと、ロータ軸を規定する管
４１に前記軸受キャップを固定するステップと、少なく
とも１つの配油穴６６，６６ａ，６６ｂが形成されたプ
ラスチックのインサート６５を前記管に挿入するステッ
プと、前記インサートを前記管に固定するステップと、
を含むことを特徴とする駆動軸の製造方法が得られる。

【００１２】また、本発明によれば、前記管及び前記イ
ンサートにさらに他の穴を備えるステップを含むことを
特徴とする前記駆動軸の製造方法が得られる。

【００１３】また、本発明によれば、釣合重り５０を形
成するステップと、前記釣合重りを前記管に固定するス
テップと、を含むことを特徴とする前記駆動軸の製造方
法が得られる。

【００１４】また、本発明によれば、前記釣合重りが、
前記軸受キャップと一体に形成され、１つのユニットと
して前記管に固定されたことを特徴とすることを特徴と
する前記駆動軸の製造方法が得られる。

【００１５】すなわち、上述した目的及び他の目的を解
決するために、本発明によれば、金属鍛造、鋳造または
粉末冶金によって成形された主軸受部分と、これに連結
されたロータスタブとを有する駆動軸であって、圧入や
摩擦圧接、レーザ圧接などによって主軸受部分にしっか
り固定された鋼管を備えた駆動軸が得られる。鋼管には
プラスチックのインサートが備えられている。このプラ
スチックのインサートは、ガス冷媒を排出し、駆動軸の
ロータスタブ部分に沿って所望の場所までこのロータス
タブ部分を介して油を送出するための適当なベント及び
油穴を備えるように成形されている。

【００１６】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１７】なお、本発明には多くの応用例があると思
われるが、本発明を実行するための現在得られる最も良
い形態について、図１に示すようなスクロール型コンプ
レッサ１０に使用された駆動軸を参照して述べる。

【００１８】スクロール型コンプレッサ１０は、シェル
すなわちハウジング１２に備えられた固定スクロール２
２と、オルダム継手３２によって回転に逆らって固定さ
れた可動スクロール２６とを有している。シェル１２
は、上部に上部キャップ１６を備え、下部に下部キャッ
プ１４を備えることによって閉じられている。加圧室１
８にはコンプレッサで圧縮されるガスが流入する。この
ガスは、ハウジング１２内にしっかり固定された固定ス
クロールの中心から送り出された後で、加圧室から高圧
側アウトレットすなわち吐出口２０に送られる。雄スタ
ブすなわちステム３０は可動スクロール２６から下方向
に突出し、後述するように駆動軸４０の一部と係合して
いる。

【００１９】オルダム環すなわち継手３２のような反回
転装置を用いることによって、可動スクロール２６は回
転に逆らって固定されている。この継手によって、可動
スクロール２６は、固定スクロール２２の中心すなわち
軸を中心とした自転はしないが、公転することはでき
る。

【００２０】コンプレッサハウジング１２内には、コン
プレッサ１０用の偏心モータドライブが備えられてい
る。さらに、この偏心モータドライブは、コンプレッサ
ハウジング１２内に回動自在に取り付けられたロータア
センブリ３８が収まる円筒形の通路３７が貫通している
ステータ３６を有している。

【００２１】ロータ３８をステータ３６に形成された略
円筒形の通路３７内に備えることにより、それらの間に
小さな環状のギャップができる。外面に圧入されたロー
タ３８を有する駆動軸４０によって、固定スクロール２
２と可動スクロール２６とは相対運動を行う。

【００２２】駆動軸４０は、駆動軸４０の上端に略円柱
形の上部軸受キャップ４２を備えている。スライダブロ
ック４６は軸受キャップ４２内に収まり、可動スクロー
ル２６のステム部分３０を収めることができるようにな
っている。

【００２３】このように、ステータ３６内でのロータ３
８の回転運動によって、駆動軸４０及びスライダブロッ
ク４６は回転運動を行うことができる。ステム３０が駆
動軸４０の中心軸に対して偏心的にスライダブロック４
６に備えられているため、駆動軸４０が回転することに
よって可動スクロール２６は固定スクロール２２に対し
て軌道を描いて運動することになる。軸受キャップ４２
は上部軸受３４に取り付けられている。

【００２４】可動スクロール２６の公転は均衡がとれた
ものではないため、駆動軸４０には、軸受キャップ４２
の軸方向からみてすぐ脇にあたる位置に釣合重り５０が
備えられている。釣合重り５０は、約１６０度の弧に対
するシリンダの弓形部分の形をした弓状であり、可動ス
クロール２６のオフセットの半径方向位置とは反対側に
備えられていることが好ましい。釣合重り５０は軸受キ
ャップ４２と一体に形成してもよいし、一体部分を形成
するように軸受キャップに固定されることが好ましい別
の断片として形成してもよい。釣合重り５０は、ステー
タ３６内にある円筒形通路３７の半径上に備えられてお
り、ステータ３６をハウジング１２内に固定した後でも
駆動軸及びロータアセンブリを下から取り付けることが
できるようになっている。

【００２５】図２及び図３を参照すると、駆動軸４０と
軸受キャップ４２とは、金属鍛造、鋳造または粉末冶金
の１つまたは別個の金属片として釣合重り５０を有して
成形されることが好ましい。

【００２６】一方、別個に成形する場合には、釣合重り
５０を軸受キャップ４２に固定して一体のユニットとす
ることが好ましい。軸部分すなわちロータスタブ４１
は、一体となった軸受キャップ４２及び釣合重り５０に
対して圧入、摩擦圧接、レーザ圧接のいずれかを施すこ
とによって鋼管として成形することが好ましい。

【００２７】軸受キャップ４２及び釣合重り５０は、通
常は、この部分を駆動軸に取り付けるための機械加工に
かかる時間を大幅に削減したニアネットシェイプ粉末金
属工程によって製造することも可能である。

【００２８】駆動軸４０のロータスタブ部分４１が鋼管
のように作られているため、組み立てる際に機械加工を
する必要はなく、キャップ４２及び上述したような方法
によってこれと一体となった釣合重り５０によって規定
される主軸受部分に容易に取り付けることができる。

【００２９】したがって、従来は必要とされていた高価
な機械加工処理や時間の浪費をなくすことができる。

【００３０】プラスチックのインサート６５は、冷凍圧
縮機の内部に見られるような油／冷媒型の環境において
一般に使用されている多数の適当な熱硬化性エンジニア
リングプラスチック材料から任意のものを用いて射出成
形されている。ベント及び油穴はすべてインサート６５
に成形されている。

【００３１】しかしながら、成形費用や製造量、ベント
及び油／給油通路の複雑さなどの要因に応じて、穴をド
リルであける二次的な処理を行って一部またはすべての
ベント及び油穴を形成してもよい。

【００３２】さらに、射出成形されたプラスチックのイ
ンサート６５のばり取りを行って洗浄し、最終的な使用
目的に応じて決められている仕様に適合させる。必要で
あれば、別の場所で製造したインサート６５を使用する
ことができるように包装し、コンプレッサの組み立て場
所に送ってもよい。

【００３３】軸受キャップ４２及びこれと一体となった
釣合重り５０を組み立てるかまたは機械加工して管部分
４１に取り付け、さらにこのようにして得られたアセン
ブリを洗浄した後、駆動軸４０の管部分４１の穴４１ａ
にインサート６５を挿入する。通常、これは軽く圧入／
締り嵌めされ、挿入工程は駆動軸４０を加熱して行われ
る。インサート６５を加熱した管部分４１に挿入し、管
４１をインサートの周囲で縮ませる。圧入を行う代わり
に接着剤を用いることも可能である。

【００３４】油／給油の流れを正確に行うために、挿入
の際には軸受キャップ４２に対してインサート６５を正
確に配置しなければならない。ポート４２ａを軸受キャ
ップ４２に備え、ベントポート４１ｃ及び給油ポート４
１ｂを管４１に備えて配油穴６６を配置できるような固
定方法によってこのような配置を維持することも可能で
ある。

【００３５】一方、図３において最もよく示されるよう
に、スロットとキーのような管４１のスロット６５ａと
対応するアプセットを係合するために軸方向に備えられ
たスロットをインサート６５に成形してもよい。

【００３６】接着剤を使用する場合、使用する接着剤に
応じた硬化／加熱サイクルが必要となる。さらに、穴６
６の下端となっているチャンバ６７に給油管６２を圧入
するかまたは接着剤で接着する。

【００３７】上述したように組み立てたら、駆動軸４０
の下端を下部軸受５８で支持する。下部軸受は、様々な
軸受面に対する給油源となるオイルサンプすなわちリザ
ーバ６４との間で流体が移動できるような位置に駆動軸
４０の下端を取り付けるためのものである。給油管６２
は、駆動軸４０の下端にあるチャンバ６７から延在して
おり、サンプ６４に挿入されている。

【００３８】配油穴６６は、管４１及びインサート６５
の軸からずれた状態で、駆動軸４０の長手方向に沿って
インサート６５の下端に形成されたチャンバ６７から軸
受キャップ４２の開口４２ａまで延在している。この軸
受キャップ４２は油受チャンバとなる。

【００３９】配油穴６６は、釣合重り５０の位置とは反
対側で駆動軸４０の回転中心軸からずれて傾斜した状態
となっている。穴６６が傾斜すなわちずれていること
で、この穴は滑剤を吸込む遠心ポンプとして働く。適当
な数の６６ｂのような配油チャネル及びこれに対応した
ポート４１ｂやベントチャネル６６ａ及び、これに対応
したポート４１ｃを配油穴６６と連結し、上部軸受及び
下部軸受や１つのユニットとしてのロータ３８と駆動軸
４０との回転時に生じる遠心作用によって給油が必要と
される、他の位置に対する通気孔及び給油孔とする。６
６ａ及び６６ｂのようなチャネルやこれらに対応するポ
ート４１ｂ及び４１ｃを使用することで、従来のように
駆動軸に穴を設けたりドリルで穴をあけたりする必要が
なくなる。または、最初は穴６６及び開口４２ａのみを
形成しておき、インサート６５を適所に備えた後でチャ
ネル６６ａ及び６６ｂやポート４１ｂ及び４１ｃを形成
する方法もある。

【００４０】以上、本発明の好ましい実施例について図
面を参照して述べてきたが、特許請求の範囲を逸脱する
ことなく様々な変形を施したり本発明の要素をこれと等
価のものに代えることが可能であることは当業者によっ
て理解できよう。

【００４１】さらに本発明の基本的な範囲を逸脱するこ
となくこれをあらゆる状況または材料に適応させるため
に、種々に変形させることもできる。例えば、釣合重り
５０の質量を増加または減少させる必要がある場合、軸
受キャップ４２とは別の材料で作ることもできる。

【００４２】このように本発明は、これを適用するのに
最も適した形態として図面を参照して述べた特定の実施
例に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲に
包含される他のいかなる実施例をも含むものとみなされ
る。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
駆動軸の一部として釣合重りを有する駆動軸の製造方法
が得られるという効果がある。

【００４４】また、本発明によれば、内部に油の流路を
備え、かつ駆動軸に取り付けることが可能なプラスチッ
クのインサートを提供できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による方法を用いて製造された駆動軸を
備えるスクロール型コンプレッサを示す縦断面図であ
る。

【図２】図１における駆動軸を示す縦断面図である。

【図３】図１における駆動軸を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０…スクロール型コンプレッサ１２…ハウジング（シェル）１４…下部キャップ１６…上部キャップ１８…加圧室２０…吐出口２２…固定スクロール２６…可動スクロール３０…ステム３２…継手３４…上部軸受３６…ステータ３７…通路３８…ロータアセンブリ４０…駆動軸４１…ロータスタブ４２…上部軸受キャップ４６…スライダブロック５０…釣合重り５８…下部軸受６２…給油管６４…リザーバ６５…インサート６７…チャンバ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スクロール型コンプレッサ１０に用いら
れる駆動軸４０を製造する方法において、可動スクロール２６の一部分３０を収め、該可動スクロ
ールに公転運動を行わせる軸受キャップ４２を形成する
ステップと、ロータ軸を規定する管４１に前記軸受キャップを固定す
るステップと、少なくとも１つの配油穴６６，６６ａ，６６ｂが形成さ
れたプラスチックのインサート６５を前記管に挿入する
ステップと、前記インサートを前記管に固定するステップと、を含む
ことを特徴とする駆動軸の製造方法。
【請求項２】前記管及び前記インサートにさらに他の
穴を備えるステップを含むことを特徴とする請求項１記
載の駆動軸の製造方法。
【請求項３】釣合重り５０を形成するステップと、前記釣合重りを前記管に固定するステップと、を含むこ
とを特徴とする請求項１記載の駆動軸の製造方法。
【請求項４】前記釣合重りが、前記軸受キャップと一
体に形成され、１つのユニットとして前記管に固定され
たことを特徴とする請求項３記載の駆動軸の製造方法。