JPS63219890A - ロ−タリ式圧縮機用組合せクランクシヤフト - Google Patents
ロ−タリ式圧縮機用組合せクランクシヤフトInfo
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- JPS63219890A JPS63219890A JP26177086A JP26177086A JPS63219890A JP S63219890 A JPS63219890 A JP S63219890A JP 26177086 A JP26177086 A JP 26177086A JP 26177086 A JP26177086 A JP 26177086A JP S63219890 A JPS63219890 A JP S63219890A
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- crankshaft
- shaft
- eccentric rotor
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- welding
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- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2230/00—Manufacture
- F04C2230/20—Manufacture essentially without removing material
- F04C2230/22—Manufacture essentially without removing material by sintering
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2240/00—Components
- F04C2240/20—Rotors
Landscapes
- Compressor (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、ロータリ式圧縮機のクランクシャフトに係り
、更に詳しくはローリングピストン型のロータリ式圧縮
機用組合せクランクシャフトに関する。
、更に詳しくはローリングピストン型のロータリ式圧縮
機用組合せクランクシャフトに関する。
従来の技術と問題点
本発明に係る一般的なローリングピストン型のロータリ
圧縮機は、第５図と第６図の作動図解図に示すように、
内部に円筒空間を有するシリンダ１１、シリンダ１１を
保持する軸受盤１２ａ、１２ｂによって形成されるシリ
ンダ室１３の中心に偏心した中心をもつロータ２を有す
るシャフト３と、ロータ２に摺接するローリングピスト
ン１４と、シリンダ１１の摺動溝１５に摺動してローリ
ングピストン１４の外周面に摺接するスライドベーン１
６とからなり、クランクシャフト１の回転でロータ２を
介してローリングピストン１４をシリンダ室１３内で偏
心回転させることによりスライドベーン１６を出入れさ
せ、スライドベーン１６で仕切られた吸入孔１７より吸
入されたシリンダ室１３内の気体を圧縮し、その圧縮気
体を吐出孔１８よりシリンダ室１３外へ吐出するもので
ある。
圧縮機は、第５図と第６図の作動図解図に示すように、
内部に円筒空間を有するシリンダ１１、シリンダ１１を
保持する軸受盤１２ａ、１２ｂによって形成されるシリ
ンダ室１３の中心に偏心した中心をもつロータ２を有す
るシャフト３と、ロータ２に摺接するローリングピスト
ン１４と、シリンダ１１の摺動溝１５に摺動してローリ
ングピストン１４の外周面に摺接するスライドベーン１
６とからなり、クランクシャフト１の回転でロータ２を
介してローリングピストン１４をシリンダ室１３内で偏
心回転させることによりスライドベーン１６を出入れさ
せ、スライドベーン１６で仕切られた吸入孔１７より吸
入されたシリンダ室１３内の気体を圧縮し、その圧縮気
体を吐出孔１８よりシリンダ室１３外へ吐出するもので
ある。
近年、圧縮機の小型化、高出力、高性能化が図られ各機
能部品に対し益々過酷な条件が課せられ、クランクシャ
フトも従来にもまして高速回転、高負荷の厳しい環境に
曝されてその耐摩耗性、軽量化が強く要求されている。
能部品に対し益々過酷な条件が課せられ、クランクシャ
フトも従来にもまして高速回転、高負荷の厳しい環境に
曝されてその耐摩耗性、軽量化が強く要求されている。
クランクシャフトの素材としては、主として、Ｆｅ１２
又は２８或いはＦＣＤ５５又は６０等の鋳鉄材が用いら
れ、その無垢の素材から旋削加工によって削り出してい
る。ローリングピストンと直接摺動するロータは高い耐
摩耗性が要求されるため表面硬化処理が施されている。
又は２８或いはＦＣＤ５５又は６０等の鋳鉄材が用いら
れ、その無垢の素材から旋削加工によって削り出してい
る。ローリングピストンと直接摺動するロータは高い耐
摩耗性が要求されるため表面硬化処理が施されている。
しかしながら、上述の鋳鉄材を用いたクランクシャフト
では、どうしても重くなりロータリ式圧縮機の軽量化が
回連で、高速回転の出力を得ようとする場合の大きな障
害となついる。更に偏心ロータとローリングピストンと
の摺動特性および耐摩耗性が不十分である。
では、どうしても重くなりロータリ式圧縮機の軽量化が
回連で、高速回転の出力を得ようとする場合の大きな障
害となついる。更に偏心ロータとローリングピストンと
の摺動特性および耐摩耗性が不十分である。
このように鋳鉄材を用いたクランクシャフトは、その重
さゆえに高速回転の出力が得られず又圧縮機全体の軽量
化も図れない。更に摺動特性および耐摩耗性に欠けその
向上対策として表面硬化処理を必要とし、その上無垢の
素材から旋削によって削り出すため、加工コストがかか
り高価なものとなる。又鋳鉄材では最近の過酷な使用条
件に追随できず、更に最近は材質の転換も激しくこれに
対応することも困難であるという問題点があった。
さゆえに高速回転の出力が得られず又圧縮機全体の軽量
化も図れない。更に摺動特性および耐摩耗性に欠けその
向上対策として表面硬化処理を必要とし、その上無垢の
素材から旋削によって削り出すため、加工コストがかか
り高価なものとなる。又鋳鉄材では最近の過酷な使用条
件に追随できず、更に最近は材質の転換も激しくこれに
対応することも困難であるという問題点があった。
軽量化と耐摩耗性の向上のため、シャフト部分とカム部
分に段差がある内燃機関用カムシャフトのように場合、
カム部分とシャフト部分を別個にシャフト部分を鋼製パ
イプ等で耐摩耗性が要求されるカム部分を耐摩耗性材料
で形成して、溶接又は拡管接合法等により一体構造とす
る組合せカムシャフトが種々提案され実用化されている
。しかしながらロータリ式圧縮機のクランクシャフトは
、シャフト部分３と偏心ロータ部分２との段差がないか
僅少のため、接合後仕上げ代が多くなり従来の溶接或い
は拡管接合法等によることはできず組合せクランクシャ
フトは実用化されていなかった。
分に段差がある内燃機関用カムシャフトのように場合、
カム部分とシャフト部分を別個にシャフト部分を鋼製パ
イプ等で耐摩耗性が要求されるカム部分を耐摩耗性材料
で形成して、溶接又は拡管接合法等により一体構造とす
る組合せカムシャフトが種々提案され実用化されている
。しかしながらロータリ式圧縮機のクランクシャフトは
、シャフト部分３と偏心ロータ部分２との段差がないか
僅少のため、接合後仕上げ代が多くなり従来の溶接或い
は拡管接合法等によることはできず組合せクランクシャ
フトは実用化されていなかった。
問題点を解決するための手段
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたも
のであり、偏心ロータとシャフトを別個に異なる材質で
形成する。シャフトを２個に分割して軽量化のため軽量
且つ安価な鋼製パイプで形成し、更に耐摩耗性向上を図
るため偏心ロータを耐摩耗性に優れた焼結体又は耐摩耗
性鋼材或いは合金材等で形成して、焼結体等からなるロ
ータに鋼製パイプからなるシャフトを嵌入組合せて、接
合部をレーザ又は電子ビームにより接合固着して一体構
造にした組合せクランクシャフトを提供することを目的
とする。
のであり、偏心ロータとシャフトを別個に異なる材質で
形成する。シャフトを２個に分割して軽量化のため軽量
且つ安価な鋼製パイプで形成し、更に耐摩耗性向上を図
るため偏心ロータを耐摩耗性に優れた焼結体又は耐摩耗
性鋼材或いは合金材等で形成して、焼結体等からなるロ
ータに鋼製パイプからなるシャフトを嵌入組合せて、接
合部をレーザ又は電子ビームにより接合固着して一体構
造にした組合せクランクシャフトを提供することを目的
とする。
焼結体等からなる偏心ロータの両側面又は内周面に差込
み部が形成され、鋼製パイプの内周面又は外周面には偏
心ロータの差込み部に嵌合するインロー部が形成されて
いる。偏心ロータの差込み部に鋼製パイプのインロー部
を嵌入し組合わせて、接合面をレーザ又は電子ビームに
より溶接接合して一体構造とする。
み部が形成され、鋼製パイプの内周面又は外周面には偏
心ロータの差込み部に嵌合するインロー部が形成されて
いる。偏心ロータの差込み部に鋼製パイプのインロー部
を嵌入し組合わせて、接合面をレーザ又は電子ビームに
より溶接接合して一体構造とする。
溶接後仕上げ加工を行なう。レーザによる溶接では熱歪
が殆どないため仕上げ代は０．１〜０．２ｍｍ程度残し
ておけばよく、仕上げ加工も容易であり他の部分への溶
接による悪影響はない。
が殆どないため仕上げ代は０．１〜０．２ｍｍ程度残し
ておけばよく、仕上げ加工も容易であり他の部分への溶
接による悪影響はない。
レーザー溶接は、近年多方面の工業的用途に用いられて
いる高出力ＣＯ，レーザーを利用したもので、周知の如
くレーザービームは収束性が良く且つエネルギー密度が
極めて高くできるので、短時間加熱ですむこと。局部的
に加熱し周囲への熱影響が殆どなく熱変形が少ないので
、溶接部以外の大部分は昇温されずに低温に維持される
ので、高温による材質劣化や歪を招くことが避けられる
。
いる高出力ＣＯ，レーザーを利用したもので、周知の如
くレーザービームは収束性が良く且つエネルギー密度が
極めて高くできるので、短時間加熱ですむこと。局部的
に加熱し周囲への熱影響が殆どなく熱変形が少ないので
、溶接部以外の大部分は昇温されずに低温に維持される
ので、高温による材質劣化や歪を招くことが避けられる
。
更に溶接条件が自由に得られ且つ調節が容易である等の
優れた特徴をもっている。その上生産性が高くコストが
安い等経済性にも優れた特徴を有している。
優れた特徴をもっている。その上生産性が高くコストが
安い等経済性にも優れた特徴を有している。
レーザ溶接に代えて電子ビームによる溶接を行うことも
可能であるが、レーザ溶接による方法がより好ましい。
可能であるが、レーザ溶接による方法がより好ましい。
偏心ローターにシャフトにを嵌入組合せるとき、圧入す
ることにより互いにがっしりと保持されて溶接作業が容
易となり、且つ完全に接合されると共に溶接の仕上り状
態もより良好になる。このため鋼製パイプのインロー部
の締め代を０．０１〜０．０２ｍｍ程度に仕上げておく
とよい。
ることにより互いにがっしりと保持されて溶接作業が容
易となり、且つ完全に接合されると共に溶接の仕上り状
態もより良好になる。このため鋼製パイプのインロー部
の締め代を０．０１〜０．０２ｍｍ程度に仕上げておく
とよい。
実施例
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１実施例
第１図に示すように、クランクシャフト１のシャフト３
を２個のシャフト３ａと３ｂとに分割して鋼製パイプ５
ＧＰＩＯＡにて形成し、夫々のシャフト３ａと３ｂのロ
ータ２に接合される内周面には、偏心ロータの差込み部
４ａと４ｂに嵌合するインロー部５ａと５ｂが０．０１
〜０．０３’ｍｍの締め代で加工により形成されている
。
を２個のシャフト３ａと３ｂとに分割して鋼製パイプ５
ＧＰＩＯＡにて形成し、夫々のシャフト３ａと３ｂのロ
ータ２に接合される内周面には、偏心ロータの差込み部
４ａと４ｂに嵌合するインロー部５ａと５ｂが０．０１
〜０．０３’ｍｍの締め代で加工により形成されている
。
一方偏心ロータ２を、１．２％Ｍｏ、２％Ｎｉ。
１％Ｃｕ、０．６％Ｃ２残がＦｅからなる焼結体にて形
成し両側面には、シャフトのインロー部５ａと５ｂに嵌
合する差込み部４ａと４ｂが形成されている。
成し両側面には、シャフトのインロー部５ａと５ｂに嵌
合する差込み部４ａと４ｂが形成されている。
以上の構成からなる偏心ロータの差し込み部４ａと４ｂ
にシャフトのインロー部５ａと５ｂを圧入し一体形とし
た後、回転ヘッドに取付けられた治具に保持して、クラ
ンクシャフトを回転させながら接合部上に設けられたレ
ーザービーム６により、シールドガスとしてアルゴンガ
スを用いて下記の溶接条件によって溶接接合した。溶接
後仕上げ加工し第２図に示すような組合せクランクシャ
フトを得た。
にシャフトのインロー部５ａと５ｂを圧入し一体形とし
た後、回転ヘッドに取付けられた治具に保持して、クラ
ンクシャフトを回転させながら接合部上に設けられたレ
ーザービーム６により、シールドガスとしてアルゴンガ
スを用いて下記の溶接条件によって溶接接合した。溶接
後仕上げ加工し第２図に示すような組合せクランクシャ
フトを得た。
レーザー装置 ３ ＫＷＣＯ□レーザー装置レーザー
出力 Ｉ ＫＷ 溶接速度 ２０ ｃ＋ｍ／ｓｅｅ 上述の方法により得られた組合せクランクシャフトにつ
いて下記の調査の結果は良好であった。
出力 Ｉ ＫＷ 溶接速度 ２０ ｃ＋ｍ／ｓｅｅ 上述の方法により得られた組合せクランクシャフトにつ
いて下記の調査の結果は良好であった。
接合部の状態を破断して確認したところ、接合部は均一
に且つ完全に溶着し良好であった。
に且つ完全に溶着し良好であった。
重量的には同サイズの従来品に比べ約３０％の軽量化が
図られた。
図られた。
ねじり試験を行なった結果、強度的にも充分であること
が確認された。
が確認された。
ねじり試験は、シャフト３ａの端部を回転しないように
把持してシャフト３ｂの端部をトルクレンチを用いてね
じった。ねじり試験の結果は、５０００Ｋｇｆ−ｍ以上
の力にも耐えなんらの異常も認められなかった。
把持してシャフト３ｂの端部をトルクレンチを用いてね
じった。ねじり試験の結果は、５０００Ｋｇｆ−ｍ以上
の力にも耐えなんらの異常も認められなかった。
第２実施例
第３図に示すように、クランクシャフト１のシャフト３
を２個のシャ゛フト３ａと３ｂとに分割して鋼製パイプ
５ＧＰＩＯＡにて形成し、夫々のシャフト３ａと３ｂの
ロータ２に接合される外周面には、偏心ロータの差込み
部４ａと４ｂに嵌合するインロー部５ａと５ｂが０．０
１〜０．０３ｍ＋ａの締め代で加工により形成されてい
る。
を２個のシャ゛フト３ａと３ｂとに分割して鋼製パイプ
５ＧＰＩＯＡにて形成し、夫々のシャフト３ａと３ｂの
ロータ２に接合される外周面には、偏心ロータの差込み
部４ａと４ｂに嵌合するインロー部５ａと５ｂが０．０
１〜０．０３ｍ＋ａの締め代で加工により形成されてい
る。
一方偏心ロータ２を、１．２％ＭＯ９２％Ｎｉ。
１％Ｃｕ、０．６％Ｃ２残がＦｅからなる焼結体にて形
成し内周面には、シャフトのインロー部５ａと５ｂに嵌
合する差込み部４ａと４ｂが形成されている。
成し内周面には、シャフトのインロー部５ａと５ｂに嵌
合する差込み部４ａと４ｂが形成されている。
以上の構成からなる偏心ロータの差し込み部４ａと４ｂ
にシャフトのインロー部５ａと５ｂを圧入し一体形とし
た後、レーザビームにより第１実施例と同一の溶接条件
、方法によって溶接接合した。溶接後仕上げ加工し第４
図に示すような組合せクランクシャフトを得た。
にシャフトのインロー部５ａと５ｂを圧入し一体形とし
た後、レーザビームにより第１実施例と同一の溶接条件
、方法によって溶接接合した。溶接後仕上げ加工し第４
図に示すような組合せクランクシャフトを得た。
得られた組合せクランクシャフトの調査結果は第１実施
例と同様良好な結果が得られた。
例と同様良好な結果が得られた。
効果
本発明による、耐摩耗性に優れた焼結体等で形成された
偏心ロータの差込み部に鋼製パイプで形成されたシャフ
トのインロー部を底入して組合せ、レーザビーム又は電
子ビームによって溶接接合することにより一体構造とす
ることが可能となり、大幅な軽量化が図られ従来品と比
較しても強度的にも遜色のない、過酷な条件にも対応で
きる耐摩耗性に優れたクランクシャフトが容易に且つ安
価に得られ、ロータリ式圧縮機の効率の向上が図られた
実用的効果は顕著である。
偏心ロータの差込み部に鋼製パイプで形成されたシャフ
トのインロー部を底入して組合せ、レーザビーム又は電
子ビームによって溶接接合することにより一体構造とす
ることが可能となり、大幅な軽量化が図られ従来品と比
較しても強度的にも遜色のない、過酷な条件にも対応で
きる耐摩耗性に優れたクランクシャフトが容易に且つ安
価に得られ、ロータリ式圧縮機の効率の向上が図られた
実用的効果は顕著である。
第１図 本発明の第１実施例の組合せクランクシャフト
の要部縦断面図 第２図 第１図の組合せクランクシャフトの斜視図 第３図 本発明の第２実施例の組合せクランクシャフト
の要部縦断面図 第４図 第３図の組合せクランクシャフトの斜視図 第５図 ローリングピストン型圧縮機の作動図解図 第６図 第５図の要部断面図
の要部縦断面図 第２図 第１図の組合せクランクシャフトの斜視図 第３図 本発明の第２実施例の組合せクランクシャフト
の要部縦断面図 第４図 第３図の組合せクランクシャフトの斜視図 第５図 ローリングピストン型圧縮機の作動図解図 第６図 第５図の要部断面図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ シャフト（３）の外周部に偏心ロータ（２）を設け
たロータリ式縮機用クランクシャフト（１）において、
偏心ロータ（２）とシャフト（３）を別個に異なる材質
で形成し、耐摩耗性材料からなる偏心ロータ（２）の外
周面又は内周面に設けられた差込み部（４ａ）と（４ｂ
）に、２個に分割された鋼製パイプからなるシャフト（
３ａ）と（３ｂ）の内周面又は外周面に形成されたイン
ロー部（５ａ）と（５ｂ）を嵌入し組合せた境界部に、
レーザービーム又は電子ビームを照射することにより接
合固定し一体構造としたことを特徴とするロータリ式圧
縮機用組合せクランクシャフト。 ２ 偏心ロータ（２）の耐摩耗性材料として、焼結体又
は耐摩耗性鋼材或は耐摩耗性合金材からなることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のロータリ式圧縮機用
組合せクランクシャフト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26177086A JPS63219890A (ja) | 1986-11-05 | 1986-11-05 | ロ−タリ式圧縮機用組合せクランクシヤフト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26177086A JPS63219890A (ja) | 1986-11-05 | 1986-11-05 | ロ−タリ式圧縮機用組合せクランクシヤフト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63219890A true JPS63219890A (ja) | 1988-09-13 |
Family
ID=17366452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26177086A Pending JPS63219890A (ja) | 1986-11-05 | 1986-11-05 | ロ−タリ式圧縮機用組合せクランクシヤフト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63219890A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| GB2383550A (en) * | 2001-12-27 | 2003-07-02 | Visteon Global Tech Inc | Laser-welded driveshaft |
| JP2007513777A (ja) * | 2003-12-11 | 2007-05-31 | ファインツール インターナショナル ホールディング アーゲー | 薄肉部品の製造方法及び装置 |
| CN104533795A (zh) * | 2014-12-24 | 2015-04-22 | 珠海凌达压缩机有限公司 | 一种制冷设备及其压缩机 |
| CN105257508A (zh) * | 2015-11-02 | 2016-01-20 | 安徽美芝精密制造有限公司 | 用于压缩机的曲轴及具有其的压缩机 |
| CN108723722A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-11-02 | 浙江百达精工股份有限公司 | 一种旋转式压缩机曲轴坯件制造方法 |
| CN108890236A (zh) * | 2018-06-19 | 2018-11-27 | 广东美芝制冷设备有限公司 | 压缩机曲轴的制造方法及压缩机 |
| WO2021106198A1 (ja) * | 2019-11-29 | 2021-06-03 | 三菱電機株式会社 | 圧縮機および冷凍サイクル装置 |
-
1986
- 1986-11-05 JP JP26177086A patent/JPS63219890A/ja active Pending
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