WO2019230105A1 - クランクシャフト、クランクシャフトの組み立て方法、ロータリコンプレッサおよび冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Definitions
- Embodiments of the present invention relate to a crankshaft having a crank portion and an assembling method thereof. Furthermore, the embodiment of the present invention relates to a rotary compressor having the crankshaft and a refrigeration cycle apparatus including the rotary compressor.
- a crankshaft used in this type of rotary compressor includes a straight shaft portion and three crank portions that are provided at intervals in the axial direction of the shaft portion and rotate eccentrically in the cylinder chamber of the refrigerant compression portion. ing.
- crank portion of the crankshaft is eccentric from the rotation center of the shaft portion, when the shaft portion and the three crank portions are integrally cast and molded, for example, the shaft portion and the crank portion are cut using a lathe. Each time it is applied, the position of the rotation center of the crankshaft needs to be shifted. For this reason, work man-hours increase and it cannot be denied that the manufacturing cost of a crankshaft becomes high.
- crankshaft in which at least one crank part is constituted by a crank piece different from the shaft part, and a crank piece finished to a predetermined dimension is incorporated in the shaft part.
- the crank piece incorporated in the shaft portion has a fitting hole into which the shaft portion is fitted, and is fixed to the shaft portion using a key.
- JP 2014-190175 A Japanese Utility Model Publication No.59-114484
- the split-type crankshaft in which the shaft and crankpiece are fixed with a key can reduce the number of processing steps compared to an integrated crankshaft, and is advantageous in terms of cost.
- crankshaft in which the crankpiece has rattled causes a noise and vibration of the rotary compressor as well as adversely affecting the compression performance of the refrigerant.
- An object of the present invention is to provide a crankshaft that can easily fix the crankpiece to the shaft portion and that can sufficiently secure the fixing strength of the crankpiece to the shaft portion and that can be removed. There is to get.
- the crankshaft includes a shaft portion having a straight axis, and at least one crank portion provided on the shaft portion and eccentric with respect to the axis of the shaft portion.
- the at least one crank portion is constituted by a crank piece that is an element different from the shaft portion.
- the crank piece has a fitting hole in which the shaft portion is fitted with a predetermined “tightening”, one end is opened on the inner peripheral surface of the fitting hole, and the other end is closed inside the crank piece.
- a slit-shaped slot that extends in the radial direction of the fitting hole and is open at both end faces of the crankpiece.
- the fitting hole By expanding the slit width, the fitting hole is deformed so that the diameter of the fitting hole is expanded, and the shaft portion is inserted into the deformed fitting hole, and the shaft portion is The shaft portion is fitted into the fitting hole of the crankpiece with a predetermined “tightening margin” by returning the fitting hole to the original shape while being inserted into the fitting hole. It is said.
- FIG. 1 is a circuit diagram schematically showing the configuration of the refrigeration cycle apparatus according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a cross-sectional view of the three-cylinder rotary compressor according to the first embodiment.
- FIG. 3 is a cross-sectional view of a first refrigerant compression section schematically showing a positional relationship between a roller that rotates eccentrically in the first cylinder chamber and a vane in the first embodiment.
- FIG. 4 is a plan view of a second intermediate partition plate used in the first embodiment.
- FIG. 5 is a perspective view of the crankshaft according to the first embodiment.
- FIG. 6 is a front view showing a relative positional relationship between the first crank portion, the second crank portion, and the third crank portion when the crankshaft is viewed from the axial direction in the first embodiment.
- FIG. 7 is a perspective view of the crankshaft showing a state in which the crankpiece is removed from the crank attachment portion in the first embodiment.
- FIG. 8 is a front view of the crankshaft as seen from the direction of arrow A in FIG.
- FIG. 9 is a front view showing a part of the crank piece in cross section in the first embodiment.
- FIG. 10 is a front view of a crank piece showing a partial cross-sectional view of a state in which the width of slitting is widened with a tightening bolt in the first embodiment.
- FIG. 11 is a perspective view of a crank piece used in the second embodiment.
- FIG. 12 is a front view of a crankpiece used in the second embodiment.
- FIG. 13 is a front view of the crankshaft according to the second embodiment viewed from the axial direction.
- FIG. 14 is a front view showing a part of a crankpiece used in the third embodiment in cross section.
- FIG. 15 is a front view of a crankpiece showing a partial cross-sectional view of the third embodiment in which the slit width is narrowed by a tightening bolt.
- FIG. 16 is a perspective view of the crankshaft showing a state in which the crank piece is removed from the crank mounting portion in the fourth embodiment.
- FIG. 17 is a front view of the crankshaft according to the fourth embodiment viewed from the axial direction.
- FIG. 18 is a perspective view of the crankshaft showing a state in which the crankpiece is removed from the crank attachment portion in the fifth embodiment.
- FIG. 19 is a front view of the crankshaft according to the fifth embodiment viewed from the axial direction.
- FIG. 1 is a refrigeration cycle circuit diagram of an air conditioner 1 which is an example of a refrigeration cycle apparatus, for example.
- the air conditioner 1 includes a rotary compressor 2, a four-way valve 3, an outdoor heat exchanger 4, an expansion device 5, and an indoor heat exchanger 6 as main elements.
- the plurality of elements constituting the air conditioner 1 are connected via a circulation circuit 7 in which the refrigerant circulates.
- the discharge side of the rotary compressor 2 is connected to the first port 3 a of the four-way valve 3.
- the second port 3 b of the four-way valve 3 is connected to the outdoor heat exchanger 4.
- the outdoor heat exchanger 4 is connected to the indoor heat exchanger 6 via an expansion device 5.
- the indoor heat exchanger 6 is connected to the third port 3 c of the four-way valve 3.
- the fourth port 3 d of the four-way valve 3 is connected to the suction side of the rotary compressor 2 via the accumulator 8.
- the four-way valve 3 is switched so that the first port 3a communicates with the second port 3b and the third port 3c communicates with the fourth port 3d.
- the outdoor heat exchanger in which the high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant compressed by the rotary compressor 2 functions as a radiator (condenser) via the four-way valve 3 Led to 4.
- the gas-phase refrigerant led to the outdoor heat exchanger 4 is condensed by heat exchange with the air and changed into a high-pressure liquid-phase refrigerant.
- the high-pressure liquid-phase refrigerant is reduced in pressure in the process of passing through the expansion device 5 and is changed to a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant.
- the gas-liquid two-phase refrigerant is guided to the indoor heat exchanger 6 that functions as a heat absorber (evaporator) and exchanges heat with air in the process of passing through the indoor heat exchanger 6.
- the gas-liquid two-phase refrigerant takes heat from the air, evaporates, and changes to a low-temperature / low-pressure gas-phase refrigerant.
- the air passing through the indoor heat exchanger 6 is cooled by the latent heat of vaporization of the liquid refrigerant, and is sent to a place to be air-conditioned (cooled) as cold air.
- the low-temperature and low-pressure gas-phase refrigerant that has passed through the indoor heat exchanger 6 is guided to the accumulator 8 via the four-way valve 3. If liquid refrigerant that could not evaporate is mixed in the refrigerant, the accumulator 8 separates it into liquid phase refrigerant and gas phase refrigerant.
- the low-temperature and low-pressure gas-phase refrigerant from which the liquid-phase refrigerant has been separated is sucked into the rotary compressor 2 and is compressed again into a high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant by the rotary compressor 2 and discharged to the circulation circuit 7.
- the four-way valve 3 switches so that the first port 3a communicates with the third port 3c and the second port 3b communicates with the fourth port 3d. Therefore, the high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant discharged from the rotary compressor 2 is guided to the indoor heat exchanger 6 through the four-way valve 3 and exchanges heat with air passing through the indoor heat exchanger 6. That is, the indoor heat exchanger 6 functions as a condenser.
- the gas-phase refrigerant passing through the indoor heat exchanger 6 is condensed by heat exchange with the air and changed into a high-pressure liquid-phase refrigerant.
- the air passing through the indoor heat exchanger 6 is heated by heat exchange with the gas-phase refrigerant, and is sent to a place to be air-conditioned (heated) as warm air.
- the high-pressure liquid-phase refrigerant that has passed through the indoor heat exchanger 6 is guided to the expansion device 5 and is reduced in pressure in the process of passing through the expansion device 5 to be changed into a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant.
- the gas-liquid two-phase refrigerant is led to the outdoor heat exchanger 4 functioning as an evaporator, and evaporates by exchanging heat with air here, and changes to a low-temperature / low-pressure gas-phase refrigerant.
- the low-temperature and low-pressure gas-phase refrigerant that has passed through the outdoor heat exchanger 4 is sucked into the rotary compressor 2 via the four-way valve 3 and the accumulator 8.
- FIG. 2 is a cross-sectional view of the vertical three-cylinder rotary compressor 2.
- the three-cylinder rotary compressor 2 includes a sealed container 10, an electric motor 11, and a compression mechanism unit 12 as main elements.
- the sealed container 10 has a cylindrical peripheral wall 10a and is erected along the vertical direction.
- a discharge pipe 10 b is provided at the upper end of the sealed container 10.
- the discharge pipe 10 b is connected to the first port 3 a of the four-way valve 3 through the circulation circuit 7. Furthermore, a lubricating oil that lubricates the compression mechanism 12 is stored in the lower part of the sealed container 10.
- the electric motor 11 is accommodated in an intermediate portion along the axial direction of the sealed container 10.
- the electric motor 11 is a so-called inner rotor type motor, and includes a stator 13 and a rotor 14.
- the stator 13 is fixed to the inner surface of the peripheral wall 10 a of the sealed container 10.
- the rotor 14 is surrounded by the stator 13.
- the compression mechanism part 12 is accommodated in the lower part of the airtight container 10 so that it may be immersed in lubricating oil.
- the compression mechanism unit 12 includes a first refrigerant compression unit 15A, a second refrigerant compression unit 15B, a third refrigerant compression unit 15C, a first intermediate partition plate 16, a second intermediate partition plate 17, and a first bearing. 18, a second bearing 19 and a crankshaft 20 are provided as main elements.
- coolant compression part 15A, 15B, 15C is located in a line in the axial direction of the airtight container 10 at intervals.
- the first to third refrigerant compression portions 15A, 15B, and 15C have a first cylinder body 21a, a second cylinder body 21b, and a third cylinder body 21c, respectively.
- the first to third cylinder bodies 21a, 21b, and 21c are set to have equal thickness dimensions along the axial direction of the sealed container 10.
- the first intermediate partition plate 16 is interposed between the first cylinder body 21a and the second cylinder body 21b.
- the upper surface of the first intermediate partition plate 16 is overlaid on the lower surface of the first cylinder body 21a so as to cover the inner diameter portion of the first cylinder body 21a from below.
- the lower surface of the first intermediate partition plate 16 is overlaid on the upper surface of the second cylinder body 21b so as to cover the inner diameter portion of the second cylinder body 21b from above.
- a through hole 16 a is formed in the central portion of the first intermediate partition plate 16.
- the through hole 16a is located between the inner diameter part of the first cylinder body 21a and the inner diameter part of the second cylinder body 21b.
- the second intermediate partition plate 17 is interposed between the second cylinder body 21b and the third cylinder body 21c.
- the upper surface of the second intermediate partition plate 17 is overlaid on the lower surface of the second cylinder body 21b so as to cover the inner diameter portion of the second cylinder body 21b from below.
- the lower surface of the second intermediate partition plate 17 is overlaid on the upper surface of the third cylinder body 21c so as to cover the inner diameter portion of the third cylinder body 21c from above.
- a bearing hole 22 is formed at the center of the second intermediate partition plate 17. As shown in FIG. 4, the bearing hole 22 has a circular opening shape, and is positioned between the inner diameter portion of the second cylinder body 21b and the inner diameter portion of the third cylinder body 21c.
- the first bearing 18 is disposed on the first cylinder body 21a.
- the first bearing 18 has a flange portion 23 that projects toward the peripheral wall 10 a of the sealed container 10.
- the flange portion 23 is overlaid on the upper surface of the first cylinder body 21a so as to cover the inner diameter portion of the first cylinder body 21a from above.
- the flange portion 23 of the first bearing 18, the first cylinder body 21 a, the first intermediate partition plate 16, the second cylinder body 21 b, and the second intermediate partition plate 17 are stacked in the axial direction of the sealed container 10. And a plurality of first fastening bolts 24 (only one is shown).
- the flange portion 23 of the first bearing 18 is surrounded by the ring-shaped support member 25.
- the support member 25 is fixed to the inner surface of the peripheral wall 10a of the sealed container 10 by means such as welding.
- the outer peripheral portion of the first cylinder body 21a is coupled to the lower surface of the support member 25 by a plurality of second fastening bolts 26 (only one shown).
- the area surrounded by the inner diameter portion of the first cylinder body 21 a, the first intermediate partition plate 16 and the flange portion 23 of the first bearing 18 defines the first cylinder chamber 27. ing. Similarly, a region surrounded by the inner diameter portion of the second cylinder body 21 b, the first intermediate partition plate 16 and the second intermediate partition plate 17 defines a second cylinder chamber 28.
- the second bearing 19 is disposed between the third cylinder body 21c and the bottom of the sealed container 10.
- the second bearing 19 has a flange portion 29 that protrudes toward the peripheral wall 10 a of the sealed container 10.
- the flange portion 29 is superimposed on the lower surface of the third cylinder body 21c so as to cover the inner diameter portion of the third cylinder body 21c from below.
- the flange portion 29 of the second bearing 19, the third cylinder body 21 c and the second intermediate partition plate 17 are stacked in the axial direction of the hermetic container 10 and a plurality of third fastening bolts 30 (one Only connected to each other).
- the first discharge muffler 33 is attached to the first bearing 18.
- a first silencing chamber 34 is formed between the first discharge muffler 33 and the first bearing 18.
- the first silencing chamber 34 is opened inside the sealed container 10 through an exhaust hole (not shown) provided in the first discharge muffler 33.
- a second discharge muffler 35 is attached to the second bearing 19.
- a second silencing chamber 36 is formed between the second discharge muffler 35 and the second bearing 19.
- the crankshaft 20 as a rotating shaft includes a shaft portion 40 and first to third crank portions 41a, 41b, 41c as main elements.
- the shaft portion 40 extends in a straight line in the axial direction of the sealed container 10.
- the shaft portion 40 includes a first journal portion 42 positioned at the upper portion of the shaft portion 40, a second journal portion 43 positioned at the lower end portion of the shaft portion 40, the first journal portion 42, and the second journal portion 42.
- the first intermediate shaft portion 44 and the second intermediate shaft portion 45 are provided between the journal portion 43 and the journal portion 43.
- the first journal part 42, the second journal part 43, the first intermediate shaft part 44, and the second intermediate shaft part 45 are arranged coaxially with each other.
- the first journal portion 42 is rotatably supported by the first bearing 18.
- the rotor 14 of the electric motor 11 is coaxially connected to the upper end portion of the shaft portion 40 protruding from the first bearing 18.
- the second journal portion 43 is rotatably supported by the second bearing 19.
- the first to third crank portions 41 a, 41 b, 41 c are located between the first journal portion 42 and the second journal portion 43, and are arranged at intervals in the axial direction of the shaft portion 40. Yes. As shown in FIGS. 6 and 8, the first to third crank portions 41a, 41b, and 41c are disk-shaped elements each having a circular cross-sectional shape. In this embodiment, the shaft of the shaft portion 40 is used. The thickness dimension and the diameter along the direction are set to be the same.
- the first to third crank portions 41a, 41b, and 41c are eccentric with respect to a straight axis O1 that passes through the rotation centers of the first journal portion 42 and the second journal portion 43. That is, the eccentric directions of the first to third crank portions 41a, 41b, 41c with respect to the axis O1 of the shaft portion 40 are shifted by 120 ° in the circumferential direction of the shaft portion 40.
- the eccentric amounts e of the first to third crank portions 41a, 41b, 41c with respect to the axis O1 of the shaft portion 40 are the same.
- first intermediate shaft portion 44 of the shaft portion 40 is located between the first crank portion 41a and the second crank portion 41b on the axis O1 and penetrates the first intermediate partition plate 16. It penetrates the hole 16a.
- the second intermediate shaft portion 45 of the shaft portion 40 is located between the second crank portion 41b and the third crank portion 41c on the axis O1, and the bearing hole 22 of the second intermediate partition plate 17 is located. Is slidably fitted in the direction around the axis. By this fitting, the second intermediate partition plate 17 also functions as a third bearing that supports the intermediate portion of the shaft portion 40 between the first bearing 18 and the second bearing 19.
- the first crank portion 41 a of the crankshaft 20 is accommodated in the first cylinder chamber 27.
- the second crank portion 41 b is accommodated in the second cylinder chamber 28.
- the third crank portion 41 c is accommodated in the third cylinder chamber 31.
- a ring-shaped roller 47 is fitted to the outer peripheral surface of the first crank portion 41a.
- the roller 47 follows the crankshaft 20 and rotates eccentrically in the first cylinder chamber 27.
- the upper end surface of the roller 47 is slidably in contact with the lower surface of the flange portion 23 of the first bearing 18.
- the lower end surface of the roller 47 is slidably in contact with the upper surface of the first intermediate partition plate 16. Thereby, the airtightness of the first cylinder chamber 27 is ensured.
- a ring-shaped roller 48 is fitted to the outer peripheral surface of the second crank portion 41b.
- the roller 48 follows the crankshaft 20 and rotates eccentrically in the second cylinder chamber 28.
- the upper end surface of the roller 48 is slidably in contact with the lower surface of the first intermediate partition plate 16.
- the lower end surface of the roller 48 is slidably in contact with the upper surface of the second intermediate partition plate 17. Thereby, the airtightness of the second cylinder chamber 28 is ensured.
- a ring-shaped roller 49 is fitted to the outer peripheral surface of the third crank portion 41c.
- the roller 49 follows the crankshaft 20 and rotates eccentrically in the third cylinder chamber 31.
- the upper end surface of the roller 49 is slidably in contact with the lower surface of the second intermediate partition plate 17.
- the lower end surface of the roller 49 is slidably in contact with the upper surface of the flange portion 29 of the second bearing 19. Thereby, the airtightness of the third cylinder chamber 31 is ensured.
- the vane 50 is supported by the first cylinder body 21a as representative of the first refrigerant compression portion 15A.
- the vane 50 is movable in the radial direction of the first cylinder chamber 27 and the tip of the vane 50 is slidably pressed against the outer peripheral surface of the roller 47.
- the vane 50 cooperates with the roller 47 to partition the first cylinder chamber 27 into a suction region R1 and a compression region R2. Therefore, when the roller 47 rotates eccentrically in the first cylinder chamber 27, the volumes of the suction region R1 and the compression region R2 of the first cylinder chamber 27 change continuously.
- the second cylinder chamber 28 and the third cylinder chamber 31 are also divided into a suction region R1 and a compression region R2 by similar vanes.
- the first cylinder chamber 27 of the compression mechanism unit 12 is connected to the accumulator 8 via a first suction pipe 51.
- the second cylinder chamber 28 and the third cylinder chamber 31 of the compression mechanism unit 12 are connected to the accumulator 8 via the second intermediate partition plate 17 and the second suction pipe 52.
- a first suction port 53 connected to the first cylinder chamber 27 is formed in the first cylinder body 21a.
- the first connection pipe 54 is connected to the first suction port 53 by means such as press fitting.
- the first connection pipe 54 penetrates the peripheral wall 10 a of the sealed container 10 and protrudes out of the sealed container 10, and the downstream end of the first suction pipe 51 is connected to the protruding end of the first connection pipe 54. Airtight connection.
- a joint portion 56 is formed on a part of the outer peripheral portion of the second intermediate partition plate 17.
- the joint portion 56 projects from the outer peripheral portion of the second intermediate partition plate 17 toward the peripheral wall 10 a of the sealed container 10.
- a second suction port 57 and branch passages 58 a and 58 b branched in a bifurcated manner from the downstream end of the second suction port 57 are formed inside the joint portion 56.
- the second connection pipe 59 is connected to the second suction port 57 by means such as press fitting.
- the second connecting pipe 59 penetrates the peripheral wall 10a of the sealed container 10 and protrudes out of the sealed container 10, and the downstream end of the second suction pipe 52 is connected to the protruding end of the second connecting pipe 59. Airtight connection.
- One branch passage 58 a is opened on the upper surface of the second intermediate partition plate 17 so as to communicate with the second cylinder chamber 28.
- the other branch passage 58 b is opened on the lower surface of the second intermediate partition plate 17 so as to communicate with the third cylinder chamber 31.
- the first discharge valve 60 is provided on the flange portion 23 of the first bearing 18.
- the first discharge valve 60 opens when the pressure in the compression region R2 of the first cylinder chamber 27 reaches a predetermined value, and the discharge side of the first discharge valve 60 communicates with the first silencing chamber 34. .
- a second discharge valve 61 is provided on the first intermediate partition plate 16.
- the second discharge valve 61 opens when the pressure in the compression region R2 of the second cylinder chamber 28 reaches a predetermined value, and the discharge side of the second discharge valve 61 is disposed inside the first intermediate partition plate 16 and It communicates with the first silencing chamber 34 via a first discharge passage (not shown) provided inside the first cylinder body 21a.
- a third discharge valve 62 is provided on the flange portion 29 of the second bearing 19.
- the third discharge valve 62 opens when the pressure in the compression region R2 of the third cylinder chamber 31 reaches a predetermined value, and the discharge side of the third discharge valve 62 communicates with the second silencing chamber 36.
- the second silencing chamber 36 communicates with the first silencing chamber 34 through a second discharge passage (not shown).
- the gas-phase refrigerant guided from the first suction pipe 51 to the first suction port 53 is sucked into the suction region R1 of the first cylinder chamber 27.
- the gas-phase refrigerant sucked into the suction region R1 of the first cylinder chamber 27 is gradually compressed in the process in which the suction region R1 shifts to the compression region R2.
- the first discharge valve 60 is opened, and the gas-phase refrigerant compressed in the first cylinder chamber 27 is discharged into the first silencing chamber 34.
- a part of the gas-phase refrigerant led from the second suction pipe 52 to the second suction port 57 of the second intermediate partition plate 17 passes through one branch passage 58a and is a suction region R1 of the second cylinder chamber 28. Sucked into.
- the gas-phase refrigerant sucked into the suction region R1 of the second cylinder chamber 28 is gradually compressed in the process in which the suction region R1 moves to the compression region R2.
- the second discharge valve 61 is opened, and the gas-phase refrigerant compressed in the second cylinder chamber 28 passes through the first discharge passage and passes through the first discharge passage 61. Guided to the muffler chamber 34.
- the remaining gas-phase refrigerant guided from the second suction pipe 52 to the second suction port 57 is sucked into the suction region R1 of the third cylinder chamber 31 through the other branch passage 58b.
- the gas-phase refrigerant sucked into the suction region R1 of the third cylinder chamber 31 is gradually compressed in the process in which the suction region R1 moves to the compression region R2.
- the third discharge valve 62 is opened, and the gas-phase refrigerant compressed in the third cylinder chamber 31 is discharged into the second silencing chamber 36.
- the gas-phase refrigerant discharged to the second silencing chamber 36 is guided to the first silencing chamber 34 through the second discharge passage.
- the eccentric direction with respect to the axis O1 of the shaft portion 40 is shifted by 120 ° in the circumferential direction of the shaft portion 40. Therefore, there is a phase difference equivalent to the timing at which the gas-phase refrigerant compressed in the first to third cylinder chambers 27, 28, 31 is discharged.
- the gas-phase refrigerant compressed in the first to third cylinder chambers 27, 28, and 31 merges in the first sound deadening chamber 34 and continues from the exhaust hole of the first discharge muffler 33 to the inside of the sealed container 10. Is discharged.
- the gas-phase refrigerant discharged into the sealed container 10 passes through the electric motor 11 and then is guided to the four-way valve 3 from the discharge pipe 10b.
- the first crank portion 41 a and the second crank portion 41 b are integrally formed with the shaft portion 40.
- the third crank portion 41 c includes a crank piece 65 that is an element different from the shaft portion 40, and the crank piece 65 is incorporated in the shaft portion 40.
- the shaft portion 40, the first crank portion 41a and the second crank portion 41b are an integral structure formed by casting, and are made of a casting metal material such as cast iron or cast steel. Yes.
- the shaft portion 40, the first crank portion 41a, and the second crank portion 41b have predetermined shapes and dimensions by cutting a cast product taken out from the mold using a machine tool such as a lathe. It is finished.
- the shaft portion 40 of this embodiment has a crank attachment portion 66 between the second intermediate shaft portion 45 and the second journal portion 43.
- the crank attachment portion 66 is an axial element having a circular cross-sectional shape, and is positioned coaxially with respect to the second intermediate shaft portion 45 and the second journal portion 43.
- the crank attachment portion 66 has a diameter larger than that of the second journal portion 43 and smaller than that of the second intermediate shaft portion 45.
- a first key groove 67 is formed on the outer peripheral surface of the crank mounting portion 66.
- the first key groove 67 extends in the axial direction of the shaft portion 40 and is opened at the boundary between the crank attachment portion 66 and the second journal portion 43.
- a key 68 is fitted in the first key groove 67.
- the key 68 protrudes from the outer peripheral surface of the crank mounting portion 66.
- the crank piece 65 is a disc-shaped element having the same outer diameter and thickness as the first crank portion 41a and the second crank portion 41b, and is made of, for example, cast iron or cast steel. It is formed of such a casting metal material.
- the crank piece 65 includes an outer peripheral surface 70 to which the roller 49 is fitted, a first end surface 71a adjacent to the second journal portion 43, a second end surface 71b adjacent to the second intermediate shaft portion 45, have.
- the outer peripheral surface 70, the first end surface 71a, and the second end surface 71b are finished to smooth surfaces by cutting.
- a circular fitting hole 72 and a slit-shaped slit 73 are formed in the crankpiece 65.
- the fitting hole 72 is formed at a position deviated from the center of the crankpiece 65 and is opened to the first end surface 71 a and the second end surface 71 b of the crankpiece 65.
- the inner diameter of the fitting hole 72 is set to be slightly smaller than the outer diameter of the crank attachment portion 66, and the crank attachment portion 66 is fitted inside the fitting hole 72 with a predetermined “tightening margin”. It has become.
- the slit 73 has a width dimension W that is much smaller than the inner diameter of the fitting hole 72, and extends from the inner peripheral surface of the fitting hole 72 so as to follow the eccentric direction of the third crank portion 41 c with respect to the shaft portion 40.
- the fitting hole 72 extends linearly outward in the radial direction.
- the slit 73 is opened in the first end surface 71a and the second end surface 71b of the crankpiece 65. Further, one end of the slit 73 is opened on the inner peripheral surface of the fitting hole 72. The other end of the slot 73 is closed inside the crankpiece 65.
- the slot 73 has a pair of inner surfaces 73a and 73b facing each other with a space therebetween, and the inner surfaces 73a and 73b are the first end surface 71a, the second end surface 71b and the fitting hole 72 of the crankpiece 65. It is connected to the inner peripheral surface.
- the width of one end of the slit 73 opened in the inner peripheral surface of the fitting hole 72 is expanded so as to form a second key groove 74.
- the second key groove 74 is opposed to the first key groove 67 of the crank mounting portion 66, and the key 68 protruding from the outer peripheral surface of the crank mounting portion 66 is fitted into the second key groove 74. It has become.
- a guide hole 76 is formed in the crankpiece 65.
- the guide hole 76 extends in the direction orthogonal to the slit 73 inside the crankpiece 65.
- the guide hole 76 includes a screw hole 77 opened on one inner surface 73a of the slot 73 and an insertion port 78 opened on the outer peripheral surface of the crank piece 65. The diameter is larger than that of the screw hole 77.
- the crank hole is not inserted into the fitting hole 72 as it is.
- the attachment portion 66 cannot be fitted.
- the hexagon socket head bolt 80 which is an example of an expansion jig, is inserted into the guide hole 76. As shown in FIGS. 9 and 10, the hexagon socket head cap screw 80 is screwed into the screw hole 77 from the insertion port 78.
- the front end portion of the hexagon socket head bolt 80 advances into the slit 73 so as to cross the slit 73 in the width direction, and the front end surface 80a of the hexagon socket head bolt 80 is the other inner surface 73b of the slit 73. I hit it.
- the socket portion 80b of the hexagon socket head cap bolt 80 does not protrude into the outer peripheral surface 70 of the crankpiece 65 and fits in the insertion slot 78. ing.
- a hexagon socket head bolt 80 is inserted into the guide hole 76 of the crank piece 65 in a single product state from the insertion port 78 side.
- the rod wrench 81 shown in FIG. 10 is fitted into the socket portion 80 b of the hexagon socket head bolt 80, and the hexagon socket head bolt 80 is screwed into the screw hole 77 using the rod wrench 81.
- the front end surface 80a of the hexagon socket head cap bolt 80 abuts against the other inner surface 73b of the slit 73 and forcibly presses the other inner surface 73b away from the one inner surface 73a.
- the width dimension W of the slot 73 is increased by, for example, about 30 ⁇ m. Since one end of the slot 73 is opened to the fitting hole 72, the fitting hole 72 is deformed so that the inner diameter of the fitting hole 72 is microscopically expanded by expanding the slot 73.
- the shaft portion 40 is inserted into the fitting hole 72 of the crank piece 65 from the second journal portion 43 side, and the second key groove 74 of the crank piece 65 matches the key 68 of the crank mounting portion 66. As described above, the relative positions of the crankpiece 65 and the shaft portion 40 are adjusted.
- crank mounting portion 66 When the second key groove 74 matches the key 68, the crank mounting portion 66 is pushed into the fitting hole 72 of the crank piece 65, and the crank piece 65 is positioned on the crank mounting portion 66. Thereby, positioning along the circumferential direction of the shaft part 40 and the crank piece 65 is made, and the eccentric direction of the crank piece 65 (third crank part 41c) with respect to the shaft part 40 is determined.
- the hexagon socket head cap screw 80 is loosened with a bar wrench 81, and the hexagon socket head cap screw 80 is removed from the guide hole 76 of the crankpiece 65.
- the pressure on the other inner surface 73b of the slot 73 is released, and the crank piece 65 is elastically deformed so that the fitting hole 72 returns to its original shape.
- crank mounting portion 66 of the shaft portion 40 is fitted into the fitting hole 72 of the crank piece 65 with a predetermined “tightening”.
- shaft portion 40 and the crank piece 65 are integrally fixed in a “tight fit” state, and the assembly of the crankshaft 20 is completed.
- the crank piece 65 which is an element different from the shaft portion 40, has the slit-shaped slit 73 opened in the fitting hole 72, and the width dimension W of the slit 73 is hexagonal.
- the fitting hole 72 is deformed so that the inner diameter of the fitting hole 72 is expanded. Therefore, the crank mounting portion 66 of the shaft portion 40 is connected to the crank piece 65 in spite of a predetermined “tightening” between the crank mounting portion 66 of the shaft portion 40 and the fitting hole 72 of the crank piece 65. Can be easily inserted into the fitting hole 72.
- the hexagon socket head cap screw 80 is removed from the guide hole 76 of the crankpiece 65, whereby the shaft portion 40 and the crankpiece 65 are removed. Are firmly fixed in a “tight fit” state.
- the shaft portion 40 and the crank piece 65 are firmly fixed in a “tight fit” state, the fixing strength of the crank piece 65 with respect to the shaft portion 40 can be sufficiently secured. As a result, it is possible to avoid rattling of the crank piece 65 during operation of the three-cylinder rotary compressor 2.
- the key 68 is interposed between the shaft portion 40 and the crank piece 65, the alignment of the shaft portion 40 and the crank piece 65 along the circumferential direction can be executed with reference to the key 68. Therefore, the eccentric direction of the crankpiece 65 with respect to the shaft portion 40 can be set with high accuracy.
- the second intermediate partition plate 17 that also functions as a third bearing is positioned between the second crank portion 41b and the third crank portion 41c of the crankshaft 20.
- the third crank portion 41c is composed of a crank piece 65 which is an element different from the shaft portion 40, and the crank piece 65 has a “tight fit” on the crank mounting portion 66 of the shaft portion 40 as already described. It is fixed in the state.
- the key 68 is an element for performing alignment of the shaft portion 40 and the crank piece 65 along the circumferential direction, and does not have a function of fixing the crank piece 65 to the shaft portion 40. . Therefore, when the fixing of the shaft portion 40 and the crank piece 65 is completed, the key 68 may be removed from between the shaft portion 40 and the crank piece 65.
- marking is performed on both the shaft portion 40 and the crank piece 65 so that the markings match each other. It may be.
- [Second Embodiment] 11 to 13 disclose a second embodiment.
- the second embodiment is different from the first embodiment in matters relating to the shape of the fitting hole 72 of the crankpiece 65.
- Other configurations of the crankshaft 20 are the same as those in the first embodiment. Therefore, in the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
- the fitting hole 72 is deformed so as to expand the inner diameter. It cannot be uniformly deformed over the circumference, and it cannot be denied that the shape is distorted when viewed microscopically. Therefore, even if the circular crank attachment portion 66 is to be inserted into the deformed fitting hole 72, the outer peripheral surface of the crank attachment portion 66 may interfere with the inner peripheral surface of the fitting hole 72.
- the first escape portion 91a and the second escape portion 91b are formed at two locations on the inner peripheral surface of the fitting hole 72.
- the first relief portion 91a and the second relief portion 91b are formed by, for example, removing the inner peripheral surface of the fitting hole 72 and cut into an arc shape so as to increase the inner diameter of the fitting hole 72. It has a shape. In other words, the first relief portion 91 a and the second relief portion 91 b are cut in an arc shape in a direction away from the outer peripheral surface of the crank attachment portion 66.
- first relief portion 91a and the second relief portion 91b face each other with the center C of the fitting hole 72 therebetween, and are formed in the circumferential direction of the fitting hole 72 over a range of, for example, 135 °. ing.
- one end of the slit 73 is opened at an intermediate portion along the circumferential direction of the first relief portion 91a.
- the first relief portion 91a and the second relief portion 91b which are cut in an arc shape in the direction of increasing the inner diameter, are formed on the inner peripheral surface of the fitting hole 72. For this reason, even when the fitting hole 72 is deformed into a strain, the outer peripheral surface of the crank attaching portion 66 is inserted into the fitting hole 72 when the crank attaching portion 66 of the shaft portion 40 is inserted into the fitting hole 72 of the crankpiece 65. It is possible to avoid interfering with the inner peripheral surface.
- crank attaching part 66 of the shaft part 40 can be easily inserted into the fitting hole 72 of the crank piece 65, for example, manually, and the crank piece 65 can be fixed to the crank attaching part 66 of the shaft part 40. Workability is improved.
- the shaft portion 40 and the crank piece 65 are integrally fixed in a “tight fit” state.
- the first relief portions 91a and 91b are provided at two locations with the center C of the fitting hole 72 interposed therebetween, but the present invention is not limited to this.
- the second relief portion 91b may be omitted, and the range of the first relief portion 91a along the circumferential direction of the fitting hole 72 may be expanded.
- FIG. 14 and 15 disclose a third embodiment.
- the third embodiment is different from the first embodiment in how the crank piece 65 is fixed to the shaft portion 40.
- Other configurations of the crankshaft 20 are the same as those in the first embodiment. Therefore, in the third embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
- the guide hole 76 of the crankpiece 65 has an insertion hole 78, an idiot hole 92 without a thread, and a screw hole 93.
- the strange hole 92 is formed along the direction intersecting with the slot 73 and opened on one inner surface 73 a of the slot 73.
- the screw hole 93 is positioned coaxially with the idiot hole 92 so as to open to the other inner surface 73 b of the slot 73.
- the inner diameter of the fitting hole 72 is set larger than the outer diameter of the crank mounting portion 66 of the shaft portion 40, and a gap G is generated between the fitting hole 72 and the shaft portion 40. Yes. Therefore, the fitting hole 72 and the shaft portion 40 are fitted in a “clearance fitting” state.
- a hexagon socket head cap screw 95 is inserted into the guide hole 76 of the crankpiece 65.
- the hexagon socket head cap bolt 95 is an example of a fastener, and is screwed into the screw hole 93 through the insertion port 78 through the apparently hole 92. Therefore, the hexagon socket head cap screw 95 is accommodated in the guide hole 76 so as to cross the slit 73.
- the end surface of the socket portion 95 b of the hexagon socket head bolt 95 has a step 96 positioned at the boundary between the insertion port 78 and the wrong hole 92. bump into.
- the socket portion 95 b is accommodated in the insertion port 78 without protruding from the outer peripheral surface 70 of the crankpiece 65.
- crank mounting portion 66 of the shaft portion 40 is fitted into the fitting hole of the crank piece 65 so that the second key groove 74 of the crank piece 65 and the key 68 of the crank mounting portion 66 are aligned. Fit to 72 in a “clear fit” state. Subsequently, the hexagon socket head cap bolt 95 is inserted into the guide hole 76 of the crankpiece 65 from the insertion port 78 side.
- a hexagon socket head bolt 95 is screwed into the screw hole 93 using a bar wrench 81.
- the hexagon socket head bolt 95 crosses the slit 73 and the end surface of the socket portion 95 b of the hexagon socket head bolt 95 abuts against the step 96 at the bottom of the insertion port 78.
- the crank piece 65 which is an element different from the shaft portion 40, has the slit-shaped slit 73 opened in the fitting hole 72, and the width dimension W of the slit 73 is hexagonal.
- crank mounting portion 66 of the shaft portion 40 when the crank mounting portion 66 of the shaft portion 40 is inserted into the fitting hole 72 of the crankpiece 65, there is a gap G between the crank mounting portion 66 and the fitting hole 72, and the crank mounting portion 66 is It can be easily inserted into the fitting hole 72.
- the shaft portion 40 and the crankpiece 65 are integrally tightened and fixed by simply tightening the hexagon socket head bolt 95.
- the work of fixing the crankpiece 65 to the shaft portion 40 can be easily performed, and the workability at the time of assembling the crankshaft 20 is improved.
- the shaft portion 40 and the crank piece 65 are integrally tightened and fixed, the fixing strength of the crank piece 65 with respect to the shaft portion 40 can be sufficiently secured. As a result, it is possible to avoid rattling of the crank piece 65 during operation of the three-cylinder rotary compressor 2.
- the hexagon socket head bolt 95 remains in the guide hole 76 of the crank piece 65. Therefore, if the hexagon socket head bolt 95 is loosened and the width W of the slit 73 is expanded, the crank piece 65 is elastically deformed so that an initial gap G is generated between the fitting hole 72 and the crank piece 65. Therefore, the crank piece 65 can be removed, and for example, even when the crank piece 65 needs to be replaced, it can be easily handled.
- the key 68 does not have a function of fixing the crank piece 65 to the shaft portion 40 as in the first embodiment. Therefore, after the fixing of the shaft portion 40 and the crank piece 65 is completed, the key 68 may be removed from between the shaft portion 40 and the crank piece 65.
- [Fourth Embodiment] 16 and 17 disclose a fourth embodiment.
- the fourth embodiment is different from the first embodiment in matters relating to the shape of the crank mounting portion 66 of the shaft portion 40.
- Other configurations of the crankshaft 20 are the same as those in the first embodiment. Therefore, in the fourth embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
- the first relief portion 100 a and the second relief portion 100 b are formed at two locations on the outer peripheral surface of the crank attachment portion 66 of the shaft portion 40. .
- the first relief portion 100a and the second relief portion 100b are formed, for example, by cutting two locations on the outer peripheral surface of the crank attachment portion 66 with the axis O1 of the shaft portion 40 interposed therebetween.
- the curved portion is curved in an arc shape with a larger curvature than the shaft portion 40.
- the first relief portion 100 a and the second relief portion 100 b have a shape cut in an arc shape in a direction away from the inner peripheral surface of the fitting hole 72 of the crankpiece 65.
- the first relief portion 100a and the second relief portion 100b are formed over a range of, for example, 135 ° in the circumferential direction of the crank attachment portion 66. Therefore, the outer peripheral surface of the crank mounting portion 66 has two regions 101a and 101b located between the first relief portion 100a and the second relief portion 100b.
- the outer diameters of the regions 101 a and 101 b are set to be slightly larger than the inner diameter of the fitting hole 72 of the crankpiece 65, and the two regions 101 a and 101 b have a predetermined “tightening” inside the fitting hole 72. Are fitted together.
- the slit 73 whose width is expanded by the hexagon socket head bolt 80 has one end thereof facing the intermediate portion along the circumferential direction of the first relief portion 100a of the crank mounting portion 66.
- the fitting hole 72 when the width dimension W of the slit 73 is widened with the hexagon socket head bolt 80, the fitting hole 72 is fitted so that the inner diameter of the fitting hole 72 is microscopically expanded as in the first embodiment.
- the hole 72 is deformed. Therefore, the “tightening” between the two regions 101 a, 101 b of the crank attachment portion 66 and the fitting hole 72 disappears, and the crank attachment portion 66 can be inserted into the fitting hole 72.
- the fitting hole 72 cannot be uniformly deformed over the entire circumference, and it cannot be denied that the fitting hole 72 has a distorted shape when viewed microscopically. Therefore, even if the crank mounting portion 66 is to be inserted into the deformed fitting hole 72, the outer peripheral surface of the crank mounting portion 66 may interfere with the inner peripheral surface of the fitting hole 72.
- the first relief portion 100a and the second relief portion that are cut in an arc shape so as to increase the curvature are provided at two locations on the outer peripheral surface of the crank attachment portion 66 that is fitted into the fitting hole 72. Part 100b is formed. For this reason, a gap G is secured between the first relief portion 100 a and the second relief portion 100 b and the inner peripheral surface of the fitting hole 72.
- crank attaching part 66 of the shaft part 40 can be easily inserted into the fitting hole 72 of the crank piece 65, for example, manually, and the crank piece 65 can be fixed to the crank attaching part 66 of the shaft part 40. Workability is improved.
- the hexagon socket head bolt 80 is removed from the crankpiece 65 after the crank mounting portion 66 of the shaft portion 40 is inserted into the fitting hole 72 of the crankpiece 65, the two regions 101a and 101b of the crank mounting portion 66 are fitted.
- the state shifts to a state in which the inner peripheral surface of the joint hole 72 is fitted with a predetermined “tightening margin”.
- [Fifth Embodiment] 18 and 19 disclose a fifth embodiment.
- the fifth embodiment is different from the fourth embodiment in matters relating to the shape of the crank attachment portion 66 of the shaft portion 40, and the other configurations of the crankshaft 20 are the same as those of the fourth embodiment.
- a first relief portion 110a and a second relief portion 110b are formed at two locations on the outer peripheral surface of the crank attachment portion 66 of the shaft portion 40.
- the first relief portion 110a and the second relief portion 110b are formed, for example, by cutting two regions of the outer peripheral surface of the crank attachment portion 66 that sandwich the axis O1 of the shaft portion 40 therebetween. Yes.
- the first escape portion 110a and the second escape portion 110b have first to third flat surfaces 111a, 111b, and 111c, respectively.
- the first to third flat surfaces 111a, 111b, and 111c are arranged in the circumferential direction of the crank mounting portion 66 and are separated from the inner peripheral surface of the fitting hole 72 of the crankpiece 65.
- the first flat surface 111a of the first relief portion 110a and the third flat surface 111c of the second relief portion 110b are parallel to each other with the axis O1 of the shaft portion 40 interposed therebetween. Is arranged.
- the second flat surface 111b of the first relief portion 110a and the second flat surface 111b of the second relief portion 110b are arranged in parallel to each other with the axis O1 of the shaft portion 40 interposed therebetween.
- the third flat surface 111c of the first relief portion 110a and the first flat surface 111a of the second relief portion 110b are arranged in parallel to each other with the axis O1 of the shaft portion 40 interposed therebetween.
- the first relief portion 110a and the second relief portion 110b are formed over a range of, for example, 115 ° in the circumferential direction of the crank attachment portion 66. Therefore, the outer peripheral surface of the crank mounting portion 66 has two regions 112a and 112b located between the first relief portion 110a and the second relief portion 110b.
- the outer diameters of the regions 112 a and 112 b are set to be slightly larger than the outer diameter of the fitting hole 72 of the crankpiece 65, and the two regions 112 a and 112 b are placed inside the fitting hole 72 by a predetermined “tightening”. "".
- the slit 73 whose width is expanded by the hexagon socket head cap bolt 80 has one end facing the intermediate portion of the second flat surface 111b of the first relief portion 110a of the crank mounting portion 66.
- the fitting hole 72 when the width dimension W of the slit 73 is widened with the hexagon socket head bolt 80, the fitting hole 72 is fitted so that the inner diameter of the fitting hole 72 is microscopically expanded as in the first embodiment.
- the hole 72 is deformed. Therefore, the “tightening” between the two regions 101 a and 101 b of the crank attachment portion 66 and the fitting hole 72 disappears, and the crank attachment portion 66 can be inserted into the fitting hole 72.
- the fitting hole 72 cannot be uniformly deformed over the entire circumference, and it cannot be denied that the fitting hole 72 has a distorted shape when viewed microscopically. Therefore, even if the crank mounting portion 66 is to be inserted into the deformed fitting hole 72, the outer peripheral surface of the crank mounting portion 66 may interfere with the inner peripheral surface of the fitting hole 72.
- first relief portion 110a and the second relief portion 110b are formed at two locations on the outer peripheral surface of the crank attachment portion 66 fitted in the fitting hole 72, and the first relief portion is formed.
- 110a and the second relief portion 110b have first to third flat surfaces 111a, 111b, and 111c that are cut away from the inner peripheral surface of the fitting hole 72.
- first relief portion 110a and the second relief portion 110b Due to the presence of the first relief portion 110a and the second relief portion 110b, the first relief portion 110a and the inner peripheral surface of the fitting hole 72, and the second relief portion 110b and the fitting hole are provided. A gap G is secured between each of the inner peripheral surfaces of 72.
- crank attaching part 66 of the shaft part 40 can be easily inserted into the fitting hole 72 of the crank piece 65, for example, manually, and the crank piece 65 can be fixed to the crank attaching part 66 of the shaft part 40. Workability is improved.
- the hexagon socket head bolt 80 is removed from the crankpiece 65 after the crank mounting portion 66 of the shaft portion 40 is inserted into the fitting hole 72 of the crankpiece 65, the two regions 112a and 112b of the crank mounting portion 66 are fitted.
- the state shifts to a state in which the inner peripheral surface of the joint hole 72 is fitted with a predetermined “tightening margin”.
- the third crank portion 41c of the crankshaft 20 is constituted by the crank piece 65 which is an element different from the shaft portion 40, but is not limited thereto.
- all of the first to third crank portions 41 a, 41 b, 41 c are constituted by a crank piece 65 different from the shaft portion 40, and each crank piece 65 is provided at three locations along the axial direction of the shaft portion 40.
- the first to third crank mounting portions may be “tightly fitted” or tightened and fixed using bolts.
- the hexagon socket head cap screw is screwed into the screw hole of the crankpiece to widen the slit width dimension.
- the element that increases the slit width dimension is the hexagon socket head bolt. It is not specified.
- the width of the slot may be increased by press-fitting a wedge-shaped expansion tool so as to be removable from the direction of the first end face or the second end face of the crankpiece.
- a three-cylinder rotary compressor having three cylinder chambers has been described.
- the number of cylinder chambers is not particularly limited, and the number of cylinder chambers may be one, two, or four or more. .
- the general rotary compressor in which the vane reciprocates in the radial direction of the cylinder chamber following the eccentric rotation of the roller has been described as an example.
- the present invention can be similarly applied to a so-called swing-type rotary compressor that protrudes integrally toward the outside.
- the rotary compressor is not limited to the vertical rotary compressor in which the crankshaft is placed vertically, but may be a horizontal rotary compressor in which the crankshaft is placed horizontally.
- Second crank portion, 41c 3rd crank part, 65 ... Crank piece, 71a ... 1st end surface, 71b ... 2nd end surface, 72 ... Fitting hole, 73 ... Slot, 95 ... Hex socket head bolt (fastener).
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Abstract
クランクシャフト(20)は、シャフト部(40)に設けられた少なくとも一つのクランク部(41a,41b,41c)を備えている。クランク部は、シャフト部とは別のクランクピース(65)で構成されている。クランクピースは、シャフト部が所定の「締めしろ」で嵌め合わされる嵌合孔(72)と、一端が嵌合孔の内周面に開口され、他端がクランクピースの内部で閉じられるように嵌合孔の径方向に延びるスリット状のすり割り(73)と、を有する。すり割りの幅を広げることで、嵌合孔の径が拡張するように嵌合孔が変形するとともに、変形された嵌合孔にシャフト部が挿入され、シャフト部が嵌合孔に挿入された状態で嵌合孔を当初の形状に復帰させることで、シャフト部が所定の「締めしろ」で嵌合孔に嵌め合わされる。
Description
本発明の実施形態は、クランク部を有するクランクシャフトおよびその組み立て方法に関する。さらに、本発明の実施形態は、前記クランクシャフトを有するロータリコンプレッサおよび当該ロータリコンプレッサを備えた冷凍サイクル装置に関する。
近年、冷媒の圧縮能力を高めるため、三組の冷媒圧縮部を有する3シリンダ形ロータリコンプレッサが開発されている。この種のロータリコンプレッサに用いられるクランクシャフトは、真っ直ぐなシャフト部と、シャフト部の軸方向に間隔を存して設けられ、冷媒圧縮部のシリンダ室内で偏心回転する三つのクランク部と、を備えている。
クランクシャフトのクランク部は、シャフト部の回転中心から偏心しているために、シャフト部および三つのクランク部を一体に鋳造成型した場合には、例えば旋盤を用いてシャフト部およびクランク部に切削加工を施す度に、クランクシャフトの回転中心の位置をずらす必要がある。このため、作業工数が多くなり、クランクシャフトの製造コストが高くなるのを否めない。
一方、少なくとも一つのクランク部をシャフト部とは別のクランクピースで構成し、所定の寸法に仕上げたクランクピースをシャフト部に組み込むようにした分割形のクランクシャフトが知られている。シャフト部に組み込まれるクランクピースは、シャフト部が嵌合される嵌合孔を有するとともに、キーを用いてシャフト部に固定されている。
シャフト部とクランクピースとがキーで固定された分割形のクランクシャフトは、一体形のクランクシャフトに比べて加工工数を少なくでき、コスト的な面で有利となる。
しかしながら、キー、シャフト部およびクランクピースの精度によっては、キーとシャフト部との間、又はキーとクランクピースとの間に隙間が生じることがあり、シャフト部に対するクランクピースの固定強度を十分に確保することが困難となる。
この結果、ロータリコンプレッサの運転中にクランクピースにがたつきが生じるのを否めない。クランクピースにがたつきが生じたクランクシャフトは、冷媒の圧縮性能に悪影響を及ぼすのは勿論のこと、ロータリコンプレッサの騒音・振動を助長させる一つの要因となる。
本発明の目的は、シャフト部にクランクピースを固定する作業を容易に行うことができ、しかも、シャフト部に対するクランクピースの固定強度を十分に確保できるとともに、クランクピースの取り外しが可能なクランクシャフトを得ることにある。
実施形態によれば、クランクシャフトは、真っ直ぐな軸線を有するシャフト部と、前記シャフト部に設けられ、前記シャフト部の前記軸線に対し偏心した少なくとも一つのクランク部と、を備えている。
少なくとも一つの前記クランク部は、前記シャフト部とは別の要素であるクランクピースで構成されている。クランクピースは、前記シャフト部が所定の「締めしろ」で嵌め合わされる嵌合孔と、一端が前記嵌合孔の内周面に開口され、他端が前記クランクピースの内部で閉じられるように前記嵌合孔の径方向に延びるとともに、前記クランクピースの両端面に開口されたスリット状のすり割りと、を有する。
前記すり割りの幅を広げることで、前記嵌合孔の径が拡張するように前記嵌合孔が変形されるとともに、変形された前記嵌合孔に前記シャフト部が挿入され、前記シャフト部が前記嵌合孔に挿入された状態で前記嵌合孔を当初の形状に復帰させることで、前記シャフト部が所定の「締めしろ」で前記クランクピースの前記嵌合孔に嵌め合わされることを特徴としている。
[第1の実施形態]
以下、第1の実施形態について、図1ないし図10を参照して説明する。
以下、第1の実施形態について、図1ないし図10を参照して説明する。
図1は、例えば冷凍サイクル装置の一例である空気調和機1の冷凍サイクル回路図である。空気調和機1は、ロータリコンプレッサ2、四方弁3、室外熱交換器4、膨張装置5および室内熱交換器6を主要な要素として備えている。空気調和機1を構成する前記複数の要素は、冷媒が循環する循環回路7を介して接続されている。
具体的に述べると、図1に示すように、ロータリコンプレッサ2の吐出側は、四方弁3の第1ポート3aに接続されている。四方弁3の第2ポート3bは、室外熱交換器4に接続されている。室外熱交換器4は、膨張装置5を介して室内熱交換器6に接続されている。室内熱交換器6は、四方弁3の第3ポート3cに接続されている。四方弁3の第4ポート3dは、アキュームレータ8を介してロータリコンプレッサ2の吸入側に接続されている。
空気調和機1が冷房モードで運転を行う場合、四方弁3は、第1ポート3aが第2ポート3bに連通し、第3ポート3cが第4ポート3dに連通するように切り替わる。冷房モードで空気調和機1の運転が開始されると、ロータリコンプレッサ2で圧縮された高温・高圧の気相冷媒が四方弁3を経由して放熱器(凝縮器)として機能する室外熱交換器4に導かれる。
室外熱交換器4に導かれた気相冷媒は、空気との熱交換により凝縮し、高圧の液相冷媒に変化する。高圧の液相冷媒は、膨張装置5を通過する過程で減圧されて低圧の気液二相冷媒に変化する。気液二相冷媒は、吸熱器(蒸発器)として機能する室内熱交換器6に導かれるとともに、当該室内熱交換器6を通過する過程で空気と熱交換する。
この結果、気液二相冷媒は、空気から熱を奪って蒸発し、低温・低圧の気相冷媒に変化する。室内熱交換器6を通過する空気は、液相冷媒の蒸発潜熱により冷やされ、冷風となって空調(冷房)すべき場所に送られる。
室内熱交換器6を通過した低温・低圧の気相冷媒は、四方弁3を経由してアキュームレータ8に導かれる。冷媒中に蒸発しきれなかった液相冷媒が混入している場合は、アキュームレータ8で液相冷媒と気相冷媒とに分離される。液相冷媒が分離された低温・低圧の気相冷媒は、ロータリコンプレッサ2に吸い込まれるとともに、当該ロータリコンプレッサ2で再び高温・高圧の気相冷媒に圧縮されて循環回路7に吐出される。
一方、空気調和機1が暖房モードで運転を行う場合、四方弁3は、第1ポート3aが第3ポート3cに連通し、第2ポート3bが第4ポート3dに連通するように切り替わる。そのため、ロータリコンプレッサ2から吐出された高温・高圧の気相冷媒は、四方弁3を経由して室内熱交換器6に導かれ、当該室内熱交換器6を通過する空気と熱交換される。すなわち、室内熱交換器6が凝縮器として機能する。
この結果、室内熱交換器6を通過する気相冷媒は、空気との熱交換により凝縮し、高圧の液相冷媒に変化する。室内熱交換器6を通過する空気は、気相冷媒との熱交換により加熱され、温風となって空調(暖房)すべき場所に送られる。
室内熱交換器6を通過した高圧の液相冷媒は、膨張装置5に導かれるとともに、当該膨張装置5を通過する過程で減圧されて低圧の気液二相冷媒に変化する。気液二相冷媒は、蒸発器として機能する室外熱交換器4に導かれるとともに、ここで空気と熱交換することにより蒸発し、低温・低圧の気相冷媒に変化する。室外熱交換器4を通過した低温・低圧の気相冷媒は、四方弁3およびアキュームレータ8を経由してロータリコンプレッサ2に吸い込まれる。
次に、空気調和機1に用いられるロータリコンプレッサ2の具体的な構成について、図2ないし図6を参照して説明する。図2は、縦形の3シリンダ形ロータリコンプレッサ2の断面図である。図2に示すように、3シリンダ形ロータリコンプレッサ2は、密閉容器10、電動機11および圧縮機構部12を主要な要素として備えている。
密閉容器10は、円筒状の周壁10aを有するとともに、鉛直方向に沿うように起立されている。吐出管10bが密閉容器10の上端部に設けられている。吐出管10bは、循環回路7を介して四方弁3の第1ポート3aに接続されている。さらに、密閉容器10の下部には、圧縮機構部12を潤滑する潤滑油が蓄えられている。
電動機11は、密閉容器10の軸方向に沿う中間部に収容されている。電動機11は、いわゆるインナーロータ形のモータであって、固定子13および回転子14を備えている。固定子13は、密閉容器10の周壁10aの内面に固定されている。回転子14は、固定子13で取り囲まれている。
圧縮機構部12は、潤滑油に浸かるように密閉容器10の下部に収容されている。圧縮機構部12は、第1の冷媒圧縮部15A、第2の冷媒圧縮部15B、第3の冷媒圧縮部15C、第1の中間仕切り板16、第2の中間仕切り板17、第1の軸受18、第2の軸受19およびクランクシャフト20を主要な要素として備えている。
第1ないし第3の冷媒圧縮部15A,15B,15Cは、密閉容器10の軸方向に間隔を存して一列に並んでいる。第1ないし第3の冷媒圧縮部15A,15B,15Cは、夫々第1のシリンダボディ21a、第2のシリンダボディ21bおよび第3のシリンダボディ21cを有している。第1ないし第3のシリンダボディ21a,21b,21cは、密閉容器10の軸方向に沿う厚さ寸法が同等に設定されている。
第1の中間仕切り板16は、第1のシリンダボディ21aと第2のシリンダボディ21bとの間に介在されている。第1の中間仕切り板16の上面は、第1のシリンダボディ21aの内径部を下方から覆うように第1のシリンダボディ21aの下面に重ねられている。第1の中間仕切り板16の下面は、第2のシリンダボディ21bの内径部を上方から覆うように第2のシリンダボディ21bの上面に重ねられている。
さらに、貫通孔16aが第1の中間仕切り板16の中央部に形成されている。貫通孔16aは、第1のシリンダボディ21aの内径部と第2のシリンダボディ21bの内径部との間に位置されている。
第2の中間仕切り板17は、第2のシリンダボディ21bと第3のシリンダボディ21cとの間に介在されている。第2の中間仕切り板17の上面は、第2のシリンダボディ21bの内径部を下方から覆うように第2のシリンダボディ21bの下面に重ねられている。第2の中間仕切り板17の下面は、第3のシリンダボディ21cの内径部を上方から覆うように第3のシリンダボディ21cの上面に重ねられている。
軸受孔22が第2の中間仕切り板17の中央部に形成されている。図4に示すように、軸受孔22は、円形の開口形状を有するとともに、第2のシリンダボディ21bの内径部と第3のシリンダボディ21cの内径部との間に位置されている。
第1の軸受18は、第1のシリンダボディ21aの上に配置されている。第1の軸受18は、密閉容器10の周壁10aに向けて張り出すフランジ部23を有している。フランジ部23は、第1のシリンダボディ21aの内径部を上方から覆うように第1のシリンダボディ21aの上面に重ねられている。
第1の軸受18のフランジ部23、第1のシリンダボディ21a、第1の中間仕切り板16、第2のシリンダボディ21bおよび第2の中間仕切り板17は、密閉容器10の軸方向に積層されているとともに、複数の第1の締結ボルト24(一つのみを図示)を介して一体的に結合されている。
本実施形態によると、第1の軸受18のフランジ部23は、リング状の支持部材25で取り囲まれている。支持部材25は、密閉容器10の周壁10aの内面に溶接等の手段で固定されている。支持部材25の下面には、複数の第2の締結ボルト26(一つのみを図示)により、第1のシリンダボディ21aの外周部が結合されている。
図2に示すように、第1のシリンダボディ21aの内径部、第1の中間仕切り板16および第1の軸受18のフランジ部23で囲まれた領域は、第1のシリンダ室27を規定している。同様に、第2のシリンダボディ21bの内径部、第1の中間仕切り板16および第2の中間仕切り板17で囲まれた領域は、第2のシリンダ室28を規定している。
第2の軸受19は、第3のシリンダボディ21cと密閉容器10の底との間に配置されている。第2の軸受19は、密閉容器10の周壁10aに向けて張り出すフランジ部29を有している。フランジ部29は、第3のシリンダボディ21cの内径部を下方から覆うように第3のシリンダボディ21cの下面に重ねられている。
第2の軸受19のフランジ部29、第3のシリンダボディ21cおよび第2の中間仕切り板17は、密閉容器10の軸方向に積層されているとともに、複数の第3の締結ボルト30(一つのみを図示)を介して一体的に結合されている。
第3のシリンダボディ21cの内径部、第2の中間仕切り板17および第2の軸受19のフランジ部29で囲まれた領域は、第3のシリンダ室31を規定している。そのため、第1のシリンダ室27、第2のシリンダ室28および第3のシリンダ室31は、密閉容器10の軸方向に間隔を存して並んでいる。
図2に示すように、第1の吐出マフラ33が第1の軸受18に取り付けられている。第1の吐出マフラ33と第1の軸受18との間には、第1の消音室34が形成されている。第1の消音室34は、第1の吐出マフラ33が有する排気孔(図示せず)を通じて密閉容器10の内部に開口されている。
第2の吐出マフラ35が第2の軸受19に取り付けられている。第2の吐出マフラ35と第2の軸受19との間には、第2の消音室36が形成されている。
図2および図5に示すように、回転軸としてのクランクシャフト20は、シャフト部40および第1ないし第3のクランク部41a,41b,41cを主要な要素として備えている。シャフト部40は、密閉容器10の軸方向に一直線状に延びている。シャフト部40は、シャフト部40の上部に位置された第1のジャーナル部42と、シャフト部40の下端部に位置された第2のジャーナル部43と、第1のジャーナル部42と第2のジャーナル部43との間に位置された第1の中間軸部44および第2の中間軸部45と、を有する。第1のジャーナル部42、第2のジャーナル部43、第1の中間軸部44および第2の中間軸部45は、互いに同軸状に配列されている。
第1のジャーナル部42は、第1の軸受18で回転自在に支持されている。第1の軸受18から突出されたシャフト部40の上端部には、電動機11の回転子14が同軸状に連結されている。第2のジャーナル部43は、第2の軸受19で回転自在に支持されている。
第1ないし第3のクランク部41a,41b,41cは、第1のジャーナル部42と第2のジャーナル部43との間に位置するとともに、シャフト部40の軸方向に間隔を存して並んでいる。図6および図8に示すように、第1ないし第3のクランク部41a,41b,41cは、夫々円形の断面形状を有する円盤状の要素であって、本実施形態では、シャフト部40の軸方向に沿う厚さ寸法および直径が同一に設定されている。
図6に示すように、第1ないし第3のクランク部41a,41b,41cは、第1のジャーナル部42および第2のジャーナル部43の回転中心を通る真っ直ぐな軸線O1に対し偏心している。すなわち、シャフト部40の軸線O1に対する第1ないし第3のクランク部41a,41b,41cの偏心方向は、シャフト部40の周方向に120°ずつずれている。シャフト部40の軸線O1に対する第1ないし第3のクランク部41a,41b,41cの偏心量eは、同一となっている。
さらに、シャフト部40の第1の中間軸部44は、軸線O1の上で第1のクランク部41aと第2のクランク部41bとの間に位置するとともに、第1の中間仕切り板16の貫通孔16aを貫通している。
シャフト部40の第2の中間軸部45は、軸線O1の上で第2のクランク部41bと第3のクランク部41cとの間に位置するとともに、第2の中間仕切り板17の軸受孔22に軸回り方向に摺動可能に嵌合されている。この嵌合により、第2の中間仕切り板17が第1の軸受18と第2の軸受19との間でシャフト部40の中間部を支持する第3の軸受としての機能を兼ねている。
図2に示すように、クランクシャフト20の第1のクランク部41aは、第1のシリンダ室27に収容されている。第2のクランク部41bは、第2のシリンダ室28に収容されている。さらに、第3のクランク部41cは、第3のシリンダ室31に収容されている。
リング状のローラ47が第1のクランク部41aの外周面に嵌合されている。ローラ47は、クランクシャフト20に追従して第1のシリンダ室27内で偏心回転するようになっている。
ローラ47の上端面は、第1の軸受18のフランジ部23の下面に摺動可能に接している。ローラ47の下端面は、第1の中間仕切り板16の上面に摺動可能に接している。これにより、第1のシリンダ室27の気密性が確保されている。
リング状のローラ48が第2のクランク部41bの外周面に嵌合されている。ローラ48は、クランクシャフト20に追従して第2のシリンダ室28内で偏心回転するようになっている。
ローラ48の上端面は、第1の中間仕切り板16の下面に摺動可能に接している。ローラ48の下端面は、第2の中間仕切り板17の上面に摺動可能に接している。これにより、第2のシリンダ室28の気密性が確保されている。
リング状のローラ49が第3のクランク部41cの外周面に嵌合されている。ローラ49は、クランクシャフト20に追従して第3のシリンダ室31内で偏心回転するようになっている。
ローラ49の上端面は、第2の中間仕切り板17の下面に摺動可能に接している。ローラ49の下端面は、第2の軸受19のフランジ部29の上面に摺動可能に接している。これにより、第3のシリンダ室31の気密性が確保されている。
図3に第1の冷媒圧縮部15Aを代表して示すように、ベーン50が第1のシリンダボディ21aに支持されている。ベーン50は、第1のシリンダ室27の径方向に移動可能であるとともに、ベーン50の先端部がローラ47の外周面に摺動可能に押し付けられている。
ベーン50は、ローラ47と協働して第1のシリンダ室27を吸入領域R1と圧縮領域R2とに区画している。そのため、ローラ47が第1のシリンダ室27内で偏心回転すると、第1のシリンダ室27の吸入領域R1および圧縮領域R2の容積が連続的に変化する。図示を省略するが、第2のシリンダ室28および第3のシリンダ室31も同様のベーンで吸入領域R1と圧縮領域R2とに区画されている。
図2に示すように、圧縮機構部12の第1のシリンダ室27は、第1の吸込管51を介してアキュームレータ8に接続されている。圧縮機構部12の第2のシリンダ室28および第3のシリンダ室31は、第2の中間仕切り板17および第2の吸込管52を介してアキュームレータ8に接続されている。
具体的に述べると、図2および図3に示すように、第1のシリンダボディ21aの内部に第1のシリンダ室27に連なる第1の吸込口53が形成されている。第1の接続管54が第1の吸込口53に圧入等の手段で接続されている。第1の接続管54は、密閉容器10の周壁10aを貫通して密閉容器10の外に突出されており、当該第1の接続管54の突出端に第1の吸込管51の下流端が気密に接続されている。
図4に示すように、第2の中間仕切り板17の外周部の一部に継手部56が形成されている。継手部56は、第2の中間仕切り板17の外周部から密閉容器10の周壁10aに向けて張り出している。継手部56の内部に第2の吸込口57と、第2の吸込口57の下流端から二又状に分岐された分岐通路58a,58bと、が形成されている。
第2の接続管59が第2の吸込口57に圧入等の手段で接続されている。第2の接続管59は、密閉容器10の周壁10aを貫通して密閉容器10の外に突出されており、当該第2の接続管59の突出端に第2の吸込管52の下流端が気密に接続されている。
一方の分岐通路58aは、第2のシリンダ室28に連通するように第2の中間仕切り板17の上面に開口されている。他方の分岐通路58bは、第3のシリンダ室31に連通するように第2の中間仕切り板17の下面に開口されている。
図2に示すように、第1の吐出弁60が第1の軸受18のフランジ部23に設けられている。第1の吐出弁60は、第1のシリンダ室27の圧縮領域R2の圧力が所定の値に達した時に開くとともに、第1の吐出弁60の吐出側が第1の消音室34に通じている。
第2の吐出弁61が第1の中間仕切り板16に設けられている。第2の吐出弁61は、第2のシリンダ室28の圧縮領域R2の圧力が所定の値に達した時に開くとともに、第2の吐出弁61の吐出側が第1の中間仕切り板16の内部および第1のシリンダボディ21aの内部に設けた図示しない第1の吐出通路を介して第1の消音室34に通じている。
第3の吐出弁62が第2の軸受19のフランジ部29に設けられている。第3の吐出弁62は、第3のシリンダ室31の圧縮領域R2の圧力が所定の値に達した時に開くとともに、第3の吐出弁62の吐出側が第2の消音室36に通じている。第2の消音室36は、図示しない第2の吐出通路を通じて第1の消音室34に連通されている。
このような構成の3シリンダ形ロータリコンプレッサ2において、電動機11によりクランクシャフト20が回転されると、ローラ47,48,49が第1ないし第3のシリンダ室27,28,31内で偏心回転する。これにより、第1ないし第3のシリンダ室27,28,31の吸入領域R1および圧縮領域R2の容積が変化し、アキュームレータ8内の気相冷媒が第1の吸込管51および第2の吸込管52から第1ないし第3のシリンダ室27,28,31の吸入領域R1に導かれる。
第1の吸込管51から第1の吸込口53に導かれた気相冷媒は、第1のシリンダ室27の吸入領域R1に吸い込まれる。第1のシリンダ室27の吸入領域R1に吸い込まれた気相冷媒は、吸入領域R1が圧縮領域R2に移行する過程で次第に圧縮される。気相冷媒の圧力が予め決められた値に達した時点で第1の吐出弁60が開き、第1のシリンダ室27で圧縮された気相冷媒が第1の消音室34に吐出される。
第2の吸込管52から第2の中間仕切り板17の第2の吸込口57に導かれた気相冷媒の一部は、一方の分岐通路58aを経て第2のシリンダ室28の吸入領域R1に吸い込まれる。第2のシリンダ室28の吸入領域R1に吸い込まれた気相冷媒は、吸入領域R1が圧縮領域R2に移行する過程で次第に圧縮される。気相冷媒の圧力が予め決められた値に達した時点で第2の吐出弁61が開き、第2のシリンダ室28で圧縮された気相冷媒が第1の吐出通路を介して第1の消音室34に導かれる。
第2の吸込管52から第2の吸込口57に導かれた残りの気相冷媒は、他方の分岐通路58bを経て第3のシリンダ室31の吸入領域R1に吸い込まれる。第3のシリンダ室31の吸入領域R1に吸い込まれた気相冷媒は、吸入領域R1が圧縮領域R2に移行する過程で次第に圧縮される。気相冷媒の圧力が予め決められた値に達した時点で第3の吐出弁62が開き、第3のシリンダ室31で圧縮された気相冷媒が第2の消音室36に吐出される。第2の消音室36に吐出された気相冷媒は、第2の吐出通路を通じて第1の消音室34に導かれる。
クランクシャフト20の第1ないし第3のクランク部41a,41b,41cは、シャフト部40の軸線O1に対する偏心方向がシャフト部40の周方向に120°ずつずれている。そのため、第1ないし第3のシリンダ室27,28,31で圧縮された気相冷媒が吐出されるタイミングに同等の位相差が存在する。
第1ないし第3のシリンダ室27,28,31で圧縮された気相冷媒は、第1の消音室34で合流するとともに、第1の吐出マフラ33の排気孔から密閉容器10の内部に連続的に吐出される。密閉容器10の内部に吐出された気相冷媒は、電動機11を通過した後、吐出管10bから四方弁3に導かれる。
一方、本実施形態のクランクシャフト20は、第1のクランク部41aおよび第2のクランク部41bがシャフト部40に一体に形成されている。これに対し、第3のクランク部41cは、図7に示すようにシャフト部40とは別の要素であるクランクピース65で構成され、当該クランクピース65がシャフト部40に組み込まれている。
具体的に述べると、シャフト部40、第1のクランク部41aおよび第2のクランク部41bは、鋳造により成型された一体構造物であり、鋳鉄あるいは鋳鋼のような鋳物用金属材料で構成されている。
シャフト部40、第1のクランク部41aおよび第2のクランク部41bは、金型から取り出された鋳造成型品に旋盤のような工作機械を用いて切削加工を施すことで、所定の形状・寸法に仕上げられている。
図7に最もよく示されるように、本実施形態のシャフト部40は、第2の中間軸部45と第2のジャーナル部43との間にクランク取り付け部66を有している。クランク取り付け部66は、円形の断面形状を有する軸状の要素であって、第2の中間軸部45および第2のジャーナル部43に対し同軸状に位置されている。クランク取り付け部66は、第2のジャーナル部43よりも径が大きく、第2の中間軸部45よりも径が小さい。
さらに、第1のキー溝67がクランク取り付け部66の外周面に形成されている。第1のキー溝67は、シャフト部40の軸方向に延びているとともに、クランク取り付け部66と第2のジャーナル部43との境界に開口されている。キー68が第1のキー溝67に嵌め込まれている。キー68は、クランク取り付け部66の外周面から突出されている。
図8ないし図10に示すように、クランクピース65は、第1のクランク部41aおよび第2のクランク部41bと同一の外径および厚みを有する円盤状の要素であって、例えば鋳鉄、鋳鋼のような鋳物用金属材料で形成されている。
クランクピース65は、ローラ49が嵌合される外周面70と、第2のジャーナル部43と隣り合う第1の端面71aと、第2の中間軸部45と隣り合う第2の端面71bと、を有している。外周面70、第1の端面71aおよび第2の端面71bは、切削加工を施すことで平滑な面に仕上げられている。
円形の嵌合孔72およびスリット状のすり割り73がクランクピース65に形成されている。嵌合孔72は、クランクピース65の中心から偏心した位置に形成されているとともに、クランクピース65の第1の端面71aおよび第2の端面71bに開口されている。嵌合孔72の内径は、クランク取り付け部66の外径よりも僅かに小さく設定されており、当該嵌合孔72の内側にクランク取り付け部66が所定の「締めしろ」で嵌め合わされるようになっている。
すり割り73は、嵌合孔72の内径よりも遥かに小さな幅寸法Wを有するとともに、シャフト部40に対する第3のクランク部41cの偏心方向に沿うように、嵌合孔72の内周面から嵌合孔72の径方向外側に向けて直線状に延びている。すり割り73は、クランクピース65の第1の端面71aおよび第2の端面71bに開口されている。さらに、すり割り73の一端は、嵌合孔72の内周面に開口されている。すり割り73の他端は、クランクピース65の内部で閉じられている。
したがって、すり割り73は、互いに間隔を存して向かい合う一対の内面73a,73bを有し、当該内面73a,73bがクランクピース65の第1の端面71a、第2の端面71bおよび嵌合孔72の内周面に連なっている。
図10に示すように、嵌合孔72の内周面に開口されたすり割り73の一端は、第2のキー溝74を構成するように幅が拡張されている。第2のキー溝74は、クランク取り付け部66の第1のキー溝67と対向するとともに、当該第2のキー溝74にクランク取り付け部66の外周面から突出されたキー68が嵌合するようになっている。
図8ないし図10に示すように、ガイド孔76がクランクピース65に形成されている。ガイド孔76は、クランクピース65の内部ですり割り73と直交する方向に延びている。本実施形態によると、ガイド孔76は、すり割り73の一方の内面73aに開口されたねじ孔77と、クランクピース65の外周面に開口された挿入口78とで構成され、挿入口78は、ねじ孔77よりも径が大きい。
本実施形態によると、シャフト部40のクランク取り付け部66とクランクピース65の嵌合孔72との間には、例えば28μm程度の「締めしろ」が存在するので、そのままでは嵌合孔72にクランク取り付け部66を嵌め合わすことができない。
そのため、本実施形態では、嵌合孔72にクランク取り付け部66を嵌め合わす前に、拡張用治具の一例である六角孔付きボルト80がガイド孔76に挿入される。図9および図10に示すように、六角孔付きボルト80は、挿入口78からねじ孔77にねじ込まれる。
このねじ込みにより、六角孔付きボルト80の先端部がすり割り73を幅方向に横断するようにすり割り73に進出するとともに、六角孔付きボルト80の先端面80aがすり割り73の他方の内面73bに突き当たる。六角孔付きボルト80の先端面80aが他方の内面73bに突き当った時点では、六角孔付きボルト80のソケット部80bは、クランクピース65の外周面70に突出することなく挿入口78内に収まっている。
次に、3シリンダ形ロータリコンプレッサ2を組み立てるに際して、クランクピース65をシャフト部40のクランク取り付け部66に嵌め合わす際の具体的な手順について説明する。
まず、図9に示すように、単品の状態にあるクランクピース65のガイド孔76に挿入口78の側から六角孔付きボルト80を挿入する。引き続き、六角孔付きボルト80のソケット部80bに図10に示す棒レンチ81を嵌合させ、棒レンチ81を用いて六角孔付きボルト80をねじ孔77にねじ込んでいく。これにより、六角孔付きボルト80の先端面80aがすり割り73の他方の内面73bに突き当たり、他方の内面73bを一方の内面73aから遠ざかる方向に強制的に押圧する。
この結果、図10に矢印で示すように、すり割り73の幅寸法Wが例えば30μm程度広がる。すり割り73の一端は、嵌合孔72に開口されているので、すり割り73が広がることで嵌合孔72の内径がミクロ的に拡張するように嵌合孔72が変形する。
よって、クランク取り付け部66と嵌合孔72との間の「締めしろ」が消失するように、クランク取り付け部66の外周面と嵌合孔72との間に部分的に図10に示すような隙間Gが生じ、嵌合孔72にクランク取り付け部66を挿入可能な状態に移行する。
この後、シャフト部40を第2のジャーナル部43の側からクランクピース65の嵌合孔72に挿入するとともに、クランクピース65の第2のキー溝74がクランク取り付け部66のキー68と合致するように、クランクピース65とシャフト部40との相対的な位置を調整する。
第2のキー溝74がキー68と合致したら、クランク取り付け部66をクランクピース65の嵌合孔72に押し込み、クランク取り付け部66の上にクランクピース65を位置させる。これにより、シャフト部40とクランクピース65との周方向に沿う位置決めがなされ、シャフト部40に対するクランクピース65(第3のクランク部41c)の偏心方向が定まる。
引き続いて、六角孔付きボルト80を棒レンチ81で緩めて、当該六角孔付きボルト80をクランクピース65のガイド孔76から取り外す。六角孔付きボルト80を取り外すことで、すり割り73の他方の内面73bに対する押圧が解除され、嵌合孔72が当初の形状に復帰するようにクランクピース65が弾性変形する。
この結果、シャフト部40のクランク取り付け部66が所定の「締めしろ」でクランクピース65の嵌合孔72に嵌め合わされる。これにより、シャフト部40とクランクピース65とが「しまり嵌め」の状態で一体的に固定され、クランクシャフト20の組み立てが完了する。
第1の実施形態によると、シャフト部40とは別の要素であるクランクピース65は、嵌合孔72に開口されたスリット状のすり割り73を有し、すり割り73の幅寸法Wを六角孔付きボルト80で強制的に広げることで、嵌合孔72の内径が拡張するように嵌合孔72を変形させている。このため、シャフト部40のクランク取り付け部66とクランクピース65の嵌合孔72との間に所定の「締めしろ」が存在するにも拘らず、シャフト部40のクランク取り付け部66をクランクピース65の嵌合孔72に容易に挿入することができる。
加えて、シャフト部40のクランク取り付け部66をクランクピース65の嵌合孔72に挿入した後、クランクピース65のガイド孔76から六角孔付きボルト80を取り外すことで、シャフト部40とクランクピース65とが「しまり嵌め」の状態で強固に固定される。
したがって、シャフト部40にクランクピース65を固定する作業を容易に行うことができ、クランクシャフト20の組み立て時の作業性が向上する。
さらに、第1の実施形態によれば、シャフト部40とクランクピース65とが「しまり嵌め」の状態で強固に固定されるので、シャフト部40に対するクランクピース65の固定強度を十分に確保できる。この結果、3シリンダ形ロータリコンプレッサ2の運転中にクランクピース65にがたつきが生じるのを回避できる。
しかも、シャフト部40にクランクピース65が固定された状態において、六角孔付きボルト80をクランクピース65のねじ孔77にねじ込んで、すり割り73の幅寸法Wを拡張すれば、再び嵌合孔72を変形させて当該嵌合孔72からシャフト部40を引き抜くことができる。このため、シャフト部40とクランクピース65とが「しまり嵌め」の状態で固定されているにも拘らず、クランクピース65の取り外しが可能となり、例えばクランクピース65の交換が必要となった場合でも容易に対処できる。
それとともに、シャフト部40とクランクピース65の間にキー68が介在されているので、当該キー68を基準にシャフト部40とクランクピース65との周方向に沿う位置合わせを実行できる。よって、シャフト部40に対するクランクピース65の偏心方向を精度よく設定できる。
第1の実施形態によると、第3の軸受としての機能を兼用する第2の中間仕切り板17は、クランクシャフト20の第2のクランク部41bと第3のクランク部41cとの間に位置されている。第3のクランク部41cは、シャフト部40とは別の要素であるクランクピース65で構成され、当該クランクピース65は、既に述べたようにシャフト部40のクランク取り付け部66に「しまり嵌め」の状態で固定されている。
したがって、第2の中間仕切り板17の軸受孔22にシャフト部40の第2の中間軸部45を挿入する場合は、クランクピース65をシャフト部40のクランク取り付け部66に嵌め合わせる以前に、シャフト部40の第2の中間軸部45を第2のジャーナル部43の側から第2の中間仕切り板17の軸受孔22に挿入すればよい。
これにより、第2の中間仕切り板17を軸受孔22の位置で二分割する必要がなくなり、第2のシリンダ室28あるいは第3のシリンダ室31で圧縮された冷媒の漏洩等を未然に防止することができる。
第1の実施形態において、キー68は、シャフト部40とクランクピース65との周方向に沿う位置合わせを行うための要素であり、クランクピース65をシャフト部40に固定する機能を有していない。そのため、シャフト部40とクランクピース65との固定が完了したら、キー68をシャフト部40とクランクピース65との間から取り外すようにしてもよい。
さらに、キー68を用いずにシャフト部40とクランクピース65との周方向に沿う位置合わせを行う場合は、例えばシャフト部40およびクランクピース65の双方にマーキングを施し、当該マーキングを互いに合致させるようにしてもよい。
[第2の実施形態]
図11ないし図13は、第2の実施形態を開示している。第2の実施形態は、クランクピース65の嵌合孔72の形状に関する事項が第1の実施形態と相違している。それ以外のクランクシャフト20の構成は、第1の実施形態と同様である。そのため、第2の実施形態において、第1の実施形態と同一の構成部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
図11ないし図13は、第2の実施形態を開示している。第2の実施形態は、クランクピース65の嵌合孔72の形状に関する事項が第1の実施形態と相違している。それ以外のクランクシャフト20の構成は、第1の実施形態と同様である。そのため、第2の実施形態において、第1の実施形態と同一の構成部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
第1の実施形態の図10に示すように、六角孔付きボルト80を用いてすり割り73の幅寸法Wを広げた場合、嵌合孔72は、内径を拡張するように変形するものの、全周に亘って均等に変形することができず、ミクロ的に見て歪な形状となるのを否めない。そのため、円形のクランク取り付け部66を変形された嵌合孔72に挿入しようとしても、クランク取り付け部66の外周面が嵌合孔72の内周面と干渉し合うことがあり得る。
この対策として、第2の実施形態では、嵌合孔72の内周面のうちの二箇所に、第1の逃げ部91aおよび第2の逃げ部91bが形成されている。第1の逃げ部91aおよび第2の逃げ部91bは、例えば嵌合孔72の内周面に除去加工を施すことにより形成され、嵌合孔72の内径を増すように円弧状にカットされた形状を有している。言い換えると、第1の逃げ部91aおよび第2の逃げ部91bは、クランク取り付け部66の外周面から遠ざかる方向に円弧状にカットされている。
さらに、第1の逃げ部91aおよび第2の逃げ部91bは、嵌合孔72の中心Cを間に挟んで向かい合うとともに、嵌合孔72の周方向に例えば135°の範囲に亘って形成されている。本実施形態では、第1の逃げ部91aの周方向に沿う中間部にすり割り73の一端が開口されている。
第2の実施形態によると、嵌合孔72の内周面に内径を増す方向に円弧状にカットされた第1の逃げ部91aおよび第2の逃げ部91bが形成されている。このため、嵌合孔72が歪に変形したとしても、シャフト部40のクランク取り付け部66をクランクピース65の嵌合孔72に挿入する際に、クランク取り付け部66の外周面が嵌合孔72の内周面と干渉し合うのを回避できる。
これにより、シャフト部40のクランク取り付け部66をクランクピース65の嵌合孔72に例えば手作業で簡単に挿入することができ、シャフト部40のクランク取り付け部66にクランクピース65を固定する際の作業性が向上する。
さらに、シャフト部40のクランク取り付け部66をクランクピース65の嵌合孔72に挿入した後、クランクピース65から六角孔付きボルト80を取り外せば、図13に示すように、シャフト部40のクランク取り付け部66が第1の逃げ部91aおよび第2の逃げ部91bから外れた嵌合孔72の内周面に所定の「締めしろ」で嵌め合わされた状態に移行する。
したがって、シャフト部40とクランクピース65とが「しまり嵌め」の状態で一体的に固定される。
第2の実施形態では、嵌合孔72の中心Cを間に挟んだ二箇所に第1の逃げ部91a,91bを設けたが、これに限定されるものではない。例えば、第2の逃げ部91bを省略するとともに、嵌合孔72の周方向に沿う第1の逃げ部91aの範囲を拡張してもよい。
[第3の実施形態]
図14および図15は、第3の実施形態を開示している。第3の実施形態は、シャフト部40に対するクランクピース65の固定の仕方が第1の実施形態と相違している。それ以外のクランクシャフト20の構成は、第1の実施形態と同様である。そのため、第3の実施形態において、第1の実施形態と同一の構成部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
図14および図15は、第3の実施形態を開示している。第3の実施形態は、シャフト部40に対するクランクピース65の固定の仕方が第1の実施形態と相違している。それ以外のクランクシャフト20の構成は、第1の実施形態と同様である。そのため、第3の実施形態において、第1の実施形態と同一の構成部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
図14に示すように、クランクピース65のガイド孔76は、挿入孔78、ねじ山のない馬鹿孔92およびねじ孔93を有している。馬鹿孔92は、すり割り73と交差する方向に沿って形成されているとともに、すり割り73の一方の内面73aに開口されている。ねじ孔93は、すり割り73の他方の内面73bに開口するように、馬鹿孔92と同軸状に位置されている。
さらに、本実施形態では、嵌合孔72の内径がシャフト部40のクランク取り付け部66の外径よりも大きく設定されており、嵌合孔72とシャフト部40との間に隙間Gが生じている。そのため、嵌合孔72とシャフト部40とは、「すきま嵌め」の状態で嵌め合わされている。
図15に示すように、六角孔付きボルト95がクランクピース65のガイド孔76に挿入されている。六角孔付きボルト95は、締結具の一例であって、挿入口78から馬鹿孔92を貫通してねじ孔93にねじ込まれている。したがって、六角孔付きボルト95は、すり割り73を横断するような形態でガイド孔76内に収容されている。
さらに、六角孔付きボルト95の先端部95aがねじ孔93にねじ込まれた状態では、六角孔付きボルト95のソケット部95bの端面が挿入口78と馬鹿孔92との境界に位置する段差96に突き当たる。それとともに、ソケット部95bがクランクピース65の外周面70に突出することなく挿入口78内に収まっている。
次に、クランクシャフト20を組み立てるに際して、クランクピース65をシャフト部40のクランク取り付け部66に嵌め合わす際の具体的な手順について説明する。
まず、図14に示すように、クランクピース65の第2のキー溝74とクランク取り付け部66のキー68とが合致するように、シャフト部40のクランク取り付け部66をクランクピース65の嵌合孔72に「すきま嵌め」の状態で嵌め合わす。引き続いて、クランクピース65のガイド孔76に挿入口78の側から六角孔付きボルト95を挿入する。
次に、図15に示すように、棒レンチ81を用いて六角孔付きボルト95をねじ孔93にねじ込んでいく。このねじ込みにより、六角孔付きボルト95がすり割り73を横切るとともに、六角孔付きボルト95のソケット部95bの端面が挿入口78の底の段差96に突き当たる。
この状態で、六角孔付きボルト95をさらに強固に締め付けると、図15に矢印で示すように、すり割り73の幅寸法Wが狭まるようにクランクピース65が弾性変形する。すり割り73の一端は、嵌合孔72の内周面に開口されているので、すり割り73の幅寸法Wが狭まるにつれて、嵌合孔72の内径が縮まるように嵌合孔72が変形する。
この結果、クランク取り付け部66と嵌合孔72との間の隙間Gが部分的に消失し、クランク取り付け部66が所定の「締めしろ」でクランクピース65の嵌合孔72に嵌め合わされる。これにより、シャフト部40とクランクピース65とが一体的に締め付け固定され、クランクシャフト20の組み立て作業が完了する。
第3の実施形態によると、シャフト部40とは別の要素であるクランクピース65は、嵌合孔72に開口されたスリット状のすり割り73を有し、すり割り73の幅寸法Wを六角孔付きボルト95で強制的に狭めることで、嵌合孔72の内径が縮まるように嵌合孔72を変形させている。
このため、シャフト部40のクランク取り付け部66をクランクピース65の嵌合孔72に挿入する時点では、クランク取り付け部66と嵌合孔72との間に隙間Gが存在し、クランク取り付け部66を嵌合孔72に容易に挿入することができる。
加えて、クランク取り付け部66を嵌合孔72に挿入した後、六角孔付きボルト95を締め込むだけの作業で、シャフト部40とクランクピース65とが一体的に締め付け固定される。
したがって、第1の実施形態と同様に、シャフト部40にクランクピース65を固定する作業を容易に行うことができ、クランクシャフト20の組み立て時の作業性が向上する。
さらに、第3の実施形態によれば、シャフト部40とクランクピース65とが一体的に締め付け固定されるので、シャフト部40に対するクランクピース65の固定強度を十分に確保できる。この結果、3シリンダ形ロータリコンプレッサ2の運転中にクランクピース65にがたつきが生じるのを回避できる。
しかも、クランクピース65がシャフト部40に固定された状態では、六角孔付きボルト95がクランクピース65のガイド孔76内に残っている。そのため、六角孔付きボルト95を緩めてすり割り73の幅寸法Wを拡張すれば、嵌合孔72とクランクピース65との間に当初の隙間Gが生じるようにクランクピース65が弾性変形する。よって、クランクピース65の取り外しが可能となり、例えばクランクピース65の交換が必要となった場合でも容易に対処できる。
第3の実施形態において、キー68は、前記第1の実施形態と同様にクランクピース65をシャフト部40に固定する機能を有していない。そのため、シャフト部40とクランクピース65との固定が完了した後、キー68をシャフト部40とクランクピース65との間から取り外すようにしてよい。
[第4の実施形態]
図16および図17は、第4の実施形態を開示している。第4の実施形態は、シャフト部40のクランク取り付け部66の形状に関する事項が第1の実施形態と相違している。それ以外のクランクシャフト20の構成は第1の実施形態と同様である。そのため、第4の実施形態において、第1の実施形態と同一の構成要素については同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
図16および図17は、第4の実施形態を開示している。第4の実施形態は、シャフト部40のクランク取り付け部66の形状に関する事項が第1の実施形態と相違している。それ以外のクランクシャフト20の構成は第1の実施形態と同様である。そのため、第4の実施形態において、第1の実施形態と同一の構成要素については同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
図16および図17に示すように、第4の実施形態では、シャフト部40のクランク取り付け部66の外周面の二箇所に第1の逃げ部100aおよび第2の逃げ部100bが形成されている。第1の逃げ部100aおよび第2の逃げ部100bは、例えばクランク取り付け部66の外周面のうち、シャフト部40の軸線O1を間に挟んだ二箇所に切削加工を施すことにより形成されており、シャフト部40よりも大きな曲率で円弧状に湾曲されている。言い換えると、第1の逃げ部100aおよび第2の逃げ部100bは、クランクピース65の嵌合孔72の内周面から遠ざかる方向に円弧状にカットされた形状を有している。
本実施形態によると、第1の逃げ部100aおよび第2の逃げ部100bは、クランク取り付け部66の周方向に例えば135°の範囲に亘って形成されている。そのため、クランク取り付け部66の外周面は、第1の逃げ部100aと第2の逃げ部100bとの間に位置する二つの領域101a,101bを有している。領域101a,101bの外径は、クランクピース65の嵌合孔72の内径よりも僅かに大きく設定されており、当該二つの領域101a,101bが嵌合孔72の内側に所定の「締めしろ」で嵌め合わされるようになっている。
さらに、六角孔付きボルト80で幅寸法が広げられるすり割り73は、その一端がクランク取り付け部66の第1の逃げ部100aの周方向に沿う中間部と向かい合っている。
第4の実施形態において、六角孔付きボルト80ですり割り73の幅寸法Wを広げると、前記第1の実施形態と同様に、嵌合孔72の内径がミクロ的に拡張するように嵌合孔72が変形する。よって、クランク取り付け部66の二つの領域101a,101bと嵌合孔72との間の「締めしろ」が消失し、嵌合孔72にクランク取り付け部66を挿入可能な状態に移行する。
しかしながら、嵌合孔72は、全周に亘って均等に変形することができず、ミクロ的に見て歪な形状となるのを否めない。そのため、変形された嵌合孔72にクランク取り付け部66を挿入しようとしても、クランク取り付け部66の外周面が嵌合孔72の内周面と干渉し合うことがあり得る。
第4の実施形態では、嵌合孔72に嵌合されるクランク取り付け部66の外周面の二箇所に、曲率を増すように円弧状にカットされた第1の逃げ部100aおよび第2の逃げ部100bが形成されている。このため、第1の逃げ部100aおよび第2の逃げ部100bと嵌合孔72の内周面との間には、隙間Gが確保されている。
第1の逃げ部100aおよび第2の逃げ部100bの存在により、たとえ嵌合孔72が歪に変形したとしても、シャフト部40のクランク取り付け部66をクランクピース65の嵌合孔72に挿入する際に、クランク取り付け部66の外周面が嵌合孔72の内周面と干渉し合うのを回避できる。
これにより、シャフト部40のクランク取り付け部66をクランクピース65の嵌合孔72に例えば手作業で簡単に挿入することができ、シャフト部40のクランク取り付け部66にクランクピース65を固定する際の作業性が向上する。
しかも、シャフト部40のクランク取り付け部66をクランクピース65の嵌合孔72に挿入した後、クランクピース65から六角孔付きボルト80を取り外せば、クランク取り付け部66の二つの領域101a,101bが嵌合孔72の内周面に所定の「締めしろ」で嵌め合わされた状態に移行する。
この結果、シャフト部40とクランクピース65とが「しまり嵌め」の状態で強固に固定されるので、シャフト部40に対するクランクピース65の固定強度を十分に確保できる。よって、3シリンダ形ロータリコンプレッサ2の運転中にクランクピース65にがたつきが生じるのを回避できる。
[第5の実施形態]
図18および図19は、第5の実施形態を開示している。第5の実施形態は、シャフト部40のクランク取り付け部66の形状に関する事項が第4の実施形態と相違しており、それ以外のクランクシャフト20の構成は第4の実施形態と同様である。
図18および図19は、第5の実施形態を開示している。第5の実施形態は、シャフト部40のクランク取り付け部66の形状に関する事項が第4の実施形態と相違しており、それ以外のクランクシャフト20の構成は第4の実施形態と同様である。
図18および図19に示すように、シャフト部40のクランク取り付け部66の外周面の二箇所に第1の逃げ部110aおよび第2の逃げ部110bが形成されている。第1の逃げ部110aおよび第2の逃げ部110bは、例えばクランク取り付け部66の外周面のうち、シャフト部40の軸線O1を間に挟んだ二つの領域に切削加工を施すことにより形成されている。
第1の逃げ部110aおよび第2の逃げ部110bは、夫々第1ないし第3の平坦面111a,111b,111cを有している。第1ないし第3の平坦面111a,111b,111cは、クランク取り付け部66の周方向に並んでいるとともに、クランクピース65の嵌合孔72の内周面から離れている。
図19に示すように、第1の逃げ部110aの第1の平坦面111aと第2の逃げ部110bの第3の平坦面111cとは、シャフト部40の軸線O1を間に挟んで互いに平行に配置されている。第1の逃げ部110aの第2の平坦面111bと第2の逃げ部110bの第2の平坦面111bとは、シャフト部40の軸線O1を間に挟んで互いに平行に配置されている。第1の逃げ部110aの第3の平坦面111cと第2の逃げ部110bの第1の平坦面111aとは、シャフト部40の軸線O1を間に挟んで互いに平行に配置されている。
本実施形態によると、第1の逃げ部110aおよび第2の逃げ部110bは、クランク取り付け部66の周方向に例えば115°の範囲に亘って形成されている。そのため、クランク取り付け部66の外周面は、第1の逃げ部110aと第2の逃げ部110bとの間に位置する二つの領域112a,112bを有している。領域112a,112bの外径は、クランクピース65の嵌合孔72の外径よりも僅かに大きく設定されており、当該二つの領域112a,112bが嵌合孔72の内側に所定の「締めしろ」で嵌め合わされるようになっている。
さらに、六角孔付きボルト80で幅寸法が広げられるすり割り73は、その一端がクランク取り付け部66の第1の逃げ部110aの第2の平坦面111bの中間部と向かい合っている。
第5の実施形態において、六角孔付きボルト80ですり割り73の幅寸法Wを広げると、前記第1の実施形態と同様に、嵌合孔72の内径がミクロ的に拡張するように嵌合孔72が変形する。よって、クランク取り付け部66の二つの領域101a,101bと嵌合孔72との間の「締めしろ」が消失し、嵌合孔72にクランク取り付け部66を挿入可能な状態に移行する。
しかしながら、嵌合孔72は、全周に亘って均等に変形することができず、ミクロ的に見て歪な形状となるのを否めない。そのため、変形された嵌合孔72にクランク取り付け部66を挿入しようとしても、クランク取り付け部66の外周面が嵌合孔72の内周面と干渉し合うことがあり得る。
第5の実施形態では、嵌合孔72に嵌合されるクランク取り付け部66の外周面の二箇所に、第1の逃げ部110aおよび第2の逃げ部110bが形成され、第1の逃げ部110aおよび第2の逃げ部110bは、嵌合孔72の内周面から離れるようにカットされた第1ないし第3の平坦面111a,111b,111cを有している。
このような第1の逃げ部110aおよび第2の逃げ部110bの存在により、第1の逃げ部110aと嵌合孔72の内周面との間、および第2の逃げ部110bと嵌合孔72の内周面との間に夫々隙間Gが確保される。
したがって、たとえ嵌合孔72が歪に変形したとしても、シャフト部40のクランク取り付け部66をクランクピース65の嵌合孔72に挿入する際に、クランク取り付け部66の外周面が嵌合孔72の内周面と干渉し合うのを回避できる。
これにより、シャフト部40のクランク取り付け部66をクランクピース65の嵌合孔72に例えば手作業で簡単に挿入することができ、シャフト部40のクランク取り付け部66にクランクピース65を固定する際の作業性が向上する。
しかも、シャフト部40のクランク取り付け部66をクランクピース65の嵌合孔72に挿入した後、クランクピース65から六角孔付きボルト80を取り外せば、クランク取り付け部66の二つの領域112a,112bが嵌合孔72の内周面に所定の「締めしろ」で嵌め合わされた状態に移行する。
この結果、シャフト部40とクランクピース65とが「しまり嵌め」の状態で強固に固定されるので、シャフト部40に対するクランクピース65の固定強度を十分に確保できる。よって、3シリンダ形ロータリコンプレッサ2の運転中にクランクピース65にがたつきが生じるのを回避できる。
前記実施形態では、クランクシャフト20の第3のクランク部41cをシャフト部40とは別の要素であるクランクピース65で構成したが、これに制約されるものではない。例えば、第1ないし第3のクランク部41a,41b,41cの全てをシャフト部40とは別のクランクピース65で構成し、各クランクピース65をシャフト部40の軸方向に沿う三箇所に設けた第1ないし第3のクランク取り付け部に「しまり嵌め」あるいはボルトを用いて締め付け固定するようにしてもよい。
加えて、前記実施形態では、クランクピースのねじ孔に六角孔付きボルトをねじ込むことで、すり割りの幅寸法を広げるようにしたが、すり割りの幅寸法を広げる要素は、六角孔付きボルトに特定されるものではない。例えば、例えばクランクピースの第1の端面又は第2の端面の方向から楔状の拡張具をすり割りに取り外し可能に圧入することで、すり割りの幅寸法を広げるようにしてもよい。
前記実施形態では、三つのシリンダ室を有する3シリンダ形ロータリコンプレッサについて説明したが、シリンダ室の数に特に制約はなく、シリンダ室の数は一つや二つでもよいし、あるいは四つ以上でもよい。
さらに、前記実施形態では、ベーンがローラの偏心回転に追従してシリンダ室の径方向に往復移動する一般的なロータリコンプレッサを例に掲げて説明したが、例えばベーンがローラの外周面から径方向外側に向けて一体的に突出された、所謂スイング形のロータリコンプレッサにおいても同様に実施可能である。
加えて、ロータリコンプレッサは、クラクシャフトを縦置きにした縦形のロータリコンプレッサに限らず、クランクシャフトを横置きにした横形のロータリコンプレッサであってもよい。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
2…ロータリコンプレッサ、4…室外熱交換器、5…膨張装置、6…室内熱交換器、7…循環回路、10…密閉容器、11…電動機、12…圧縮機構部、13…固定子、14…回転子、15A…第1の冷媒圧縮部、15B…第2の冷媒圧縮部、15C…第3の冷媒圧縮部、16…第1の中間仕切り板、17…第2の中間仕切り板、20…クランクシャフト、27…第1のシリンダ室、28…第2のシリンダ室、31…第3のシリンダ室、40…シャフト部、41a…第1のクランク部、41b…第2のクランク部、41c…第3のクランク部、65…クランクピース、71a…第1の端面、71b…第2の端面、72…嵌合孔、73…すり割り、95…六角孔付きボルト(締結具)。
Claims (14)
- 真っ直ぐな軸線を有するシャフト部と、
前記シャフト部に設けられ、前記シャフト部の前記軸線に対し偏心した少なくとも一つのクランク部と、を備えたクランクシャフトであって、
少なくとも一つの前記クランク部は、前記シャフト部とは別の要素であるクランクピースで構成され、当該クランクピースは、前記シャフト部が所定の「締めしろ」で嵌め合わされる嵌合孔と、一端が前記嵌合孔の内周面に開口され、他端が前記クランクピースの内部で閉じられるように前記嵌合孔の径方向に延びるとともに、前記クランクピースの両端面に開口されたスリット状のすり割りと、を有し、
前記すり割りの幅を広げることで前記嵌合孔の径が拡張するように前記嵌合孔が変形されるとともに、変形された前記嵌合孔に前記シャフト部が挿入され、前記シャフト部が前記嵌合孔に挿入された状態で前記嵌合孔を当初の形状に復帰させることで、前記シャフト部が所定の「締めしろ」で前記クランクピースの前記嵌合孔に嵌め合わされるクランクシャフト。 - 前記クランクピースは、一端が前記クランクピースの外周面に開口するとともに、他端が前記すり割りに達するように前記すり割りと交差する方向に延びたねじ孔をさらに備え、
前記ねじ孔にねじ込まれた拡張用冶具の先端が前記すり割りの内面に突き当たることで、前記すり割りの幅が広がる請求項1に記載のクランクシャフト。 - 前記シャフト部が所定の「締めしろ」で前記クランクピースの前記嵌合孔に嵌め合わされた状態では、前記拡張用冶具が前記ねじ孔から取り外されている請求項2に記載のクランクシャフト。
- 前記クランクピースの前記嵌合孔と前記シャフト部との間に介在され、前記シャフト部の軸方向に延びるキーをさらに備えた請求項1に記載のクランクシャフト。
- 前記クランクピースの前記嵌合孔の内周面の一部に、前記シャフト部の外周面から遠ざかる逃げ部が形成された請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載のクランクシャフト。
- 前記シャフト部の外周面の一部に、前記クランクピースの前記嵌合孔の内周面から遠ざかる逃げ部が形成された請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載のクランクシャフト。
- 真っ直ぐな軸線を有するシャフト部と、
前記シャフト部に設けられ、前記シャフト部の前記軸線に対し偏心した少なくとも一つのクランク部と、を備えたクランクシャフトであって、
少なくとも一つの前記クランク部は、前記シャフト部とは別の要素であるクランクピースで構成され、当該クランクピースは、
前記シャフト部が挿入される嵌合孔と、
一端が前記嵌合孔の内周面に開口され、他端が前記クランクピースの内部で閉じられるように前記嵌合孔の径方向に延びるとともに、前記クランクピースの両端面に開口されたスリット状のすり割りと、
前記すり割りの幅を狭める締結具と、を有するクランクシャフト。 - 前記シャフト部は、「すきま嵌め」の状態で前記クランクピースの前記嵌合孔に挿入される請求項7に記載のクランクシャフト。
- 前記クランクピースの前記嵌合孔と前記シャフト部との間に介在され、前記シャフト部の軸方向に延びるキーをさらに備えた請求項7に記載のクランクシャフト。
- 真っ直ぐな軸線を有するシャフト部と、
前記シャフト部とは別の要素で構成され、前記シャフト部が挿入される嵌合孔と、一端が前記嵌合孔の内周面に開口するように前記嵌合孔の径方向に延びるスリット状のすり割りと、を有するクランクピースと、を備え、
前記クランクピースが前記軸線に対し偏心した状態で前記シャフト部に取り付けられるクランクシャフトであって、
前記クランクピースの前記嵌合孔に前記シャフト部を「すきま嵌め」の状態で挿入し、
前記クランクピースに前記すり割りの幅を狭める締結具をねじ込むことで、前記シャフト部が挿入された前記嵌合孔の径が縮まるように前記嵌合孔を変形させ、前記シャフト部を所定の「締めしろ」で前記嵌合孔に締め付け固定するようにしたクランクシャフトの組み立て方法。 - 前記クランクピースから前記締結具を取り外すことで、前記締結具による前記嵌合孔の変形が解除され、前記クランクピースが前記シャフト部から取り外し可能な状態に移行する請求項10に記載のクランクシャフトの組み立て方法。
- 筒状の密閉容器と、
前記密閉容器の内部で冷媒を圧縮する圧縮機構部と、
前記密閉容器の内周面に固定された固定子と、前記固定子で囲まれた回転子と、を有し、前記密閉容器の内部で前記圧縮機構部を駆動する電動機と、を具備し、
前記圧縮機構部は、
前記電動機の前記回転子に連結され、前記回転子に追従して回転する請求項1ないし請求項9のいずれか一項に記載のクランクシャフトと、
前記密閉容器の軸方向に間隔を存して配置され、前記クランクシャフトの前記クランク部が収容されたシリンダ室を有する複数の冷媒圧縮部と、
前記密閉容器の軸方向に隣り合う前記冷媒圧縮部の間に介在された中間仕切り板と、を備えたロータリコンプレッサ。 - 前記クランクシャフトは、前記シャフト部の軸方向に隣り合う複数のクランク部を有し、
前記中間仕切り板は、複数の前記クランク部の間で前記クランクシャフトを回転自在に支持する軸受孔を有し、前記クランク部の少なくとも一方が前記クランクピースで構成された請求項12に記載のロータリコンプレッサ。 - 冷媒が循環すると共に、放熱器、膨張装置および吸熱器が接続された循環回路と、
前記放熱器と前記吸熱器との間で前記循環回路に接続された請求項12に記載のロータリコンプレッサと、
を備えた冷凍サイクル装置。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 19812159 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 19812159 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |