WO2024111354A1 - 圧縮機及びその組立方法 - Google Patents

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WO2024111354A1
WO2024111354A1 PCT/JP2023/038771 JP2023038771W WO2024111354A1 WO 2024111354 A1 WO2024111354 A1 WO 2024111354A1 JP 2023038771 W JP2023038771 W JP 2023038771W WO 2024111354 A1 WO2024111354 A1 WO 2024111354A1
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WO
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housing
shim
compression
compressor
fixing
Prior art date
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PCT/JP2023/038771
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English (en)
French (fr)
Inventor
政和 石飛
善彰 宮本
一樹 高橋
秀作 後藤
隆史 渡辺
Original Assignee
三菱重工サーマルシステムズ株式会社
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/12—Casings; Cylinders; Cylinder heads; Fluid connections
    • 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
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • 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
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00

Definitions

  • This disclosure relates to a compressor and an assembly method thereof.
  • a compressor in which a compression section that compresses a refrigerant is provided inside a housing (see Patent Document 1).
  • This document describes using a cylindrical support frame to align the axis of the compression section.
  • the support frame is fixed to the housing by spot welding.
  • Patent Document 1 when using the support frame to align the compression section, it is necessary to retighten the bolts that secure the support frame, making the adjustment complicated, which is a problem.
  • This disclosure was made in consideration of these circumstances, and aims to provide a compressor and an assembly method thereof that allow the compression section to be easily centered relative to the housing.
  • the compressor disclosed herein includes a housing, a compression section housed within the housing, a rotating shaft section that drives the compression section, a welded fixing section that fixes the compression section to the housing by welding, and a shim that is inserted between the outer peripheral surface of the compression section and the inner peripheral surface of the housing.
  • the compressor assembly method disclosed herein is a method for assembling a compressor that includes a housing, a compression section housed within the housing, and a rotating shaft section that drives the compression section, and includes an insertion step of inserting the compression section into the housing so that the compression section is in contact with the inner peripheral surface of the housing, a shim attachment step of attaching a shim to the gap between the outer peripheral surface of the compression section and the inner peripheral surface of the housing, and a welding and fixing step of welding and fixing the compression section to the housing.
  • FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing a compressor according to an embodiment of the present disclosure.
  • 2 is a cross-sectional view showing a lower bearing as viewed from an arrow A in FIG. 1 .
  • FIG. 4 is a partially enlarged vertical cross-sectional view showing the periphery of a shim.
  • FIG. 2 is a plan view showing the shim in an unfolded state before being folded.
  • FIG. 11 is a plan view showing the shim bent into an L-shape.
  • 4 is a vertical cross-sectional view showing a state before the rotary compression unit is inserted into the housing.
  • FIG. 4 is a vertical cross-sectional view showing a state after the rotary compression unit is inserted into the housing.
  • FIG. FIG. 13 is a plan view showing a modified example of the shim.
  • FIG. 13 is a plan view showing a modified example of the shim.
  • FIG. 13 is a plan view showing a modified example of
  • the compressor 1 is used in an air conditioner and compresses a refrigerant R, which is a gas such as carbon dioxide, in two stages.
  • the compressor 1 is fixed to an installation surface FL via legs 3.
  • the compressor 1 includes a housing 11, a rotary compression mechanism (compression section) 12 provided inside the housing 11, a scroll compression mechanism 13, an electric motor 14, and a rotating shaft (rotating shaft section) 15.
  • the housing 11 comprises a cylindrical main body 21, and an upper lid 22 and a lower lid 23 that close the upper and lower openings of the main body 21.
  • the interior of the housing 11 forms an enclosed space.
  • the main body 21 of the housing 11 is manufactured by cutting tubular or round bar material, and has higher dimensional accuracy than one manufactured by bending a flat plate and welding the ends. Therefore, no weld lines extending in the axial direction are formed on the main body 21.
  • the rotating shaft 15 is disposed inside the housing 11 and extends vertically along the axis X.
  • the upper end (one end) of the rotating shaft 15 is rotatably supported by an upper bearing 31.
  • the lower end (the other end) of the rotating shaft 15 is rotatably supported by a lower bearing 32.
  • the lower bearing 32 is assembled integrally with the rotary compression mechanism 12, and together with the rotary compression mechanism 12 constitutes a rotary compression section (compression section).
  • the electric motor 14 is disposed at the center of the rotating shaft 15 in the longitudinal direction and on the outer periphery of the rotating shaft 15, and rotates the rotating shaft 15 around the axis X.
  • the electric motor 14 has a rotor 38 fixed to the outer periphery of the rotating shaft 15, and a stator 39 that faces the rotor 38 in the radial direction with a gap between it and the outer periphery of the rotor 38 and is fixed to the inner wall of the main body 21 of the housing 11 by shrink fitting or the like.
  • the rotor 38 is provided with rotor passages 38a spaced at regular intervals in the circumferential direction. Each rotor passage 38a penetrates the rotor 38 in the vertical direction (axis X direction). Refrigerant discharged from the rotary compression mechanism 12 flows upward through these rotor passages 38a.
  • An oil separation plate 38b is fixed to the upper part of the rotor 38. The oil separation plate 38b is disc-shaped and is arranged to extend horizontally. The oil separation plate 38b rotates around the axis X together with the rotor 38.
  • a plurality of stator passages 39a are formed on the outer periphery of the stator 39 at predetermined angular intervals in the circumferential direction. 1, an upper coil end 39b formed by folding back the winding is located at the top of the stator 39, and a lower coil end 39c formed by folding back the winding is located at the bottom of the stator 39.
  • the electric motor 14 is connected to a power source via an inverter (not shown), and rotates the rotating shaft 15 at a variable frequency.
  • the rotary compression mechanism 12 is provided inside the housing 11 on the lower end (other end) side of the rotating shaft 15.
  • the rotary compression mechanism 12 is a two-cylinder mechanism, and includes an eccentric shaft portion 41 provided on the rotating shaft 15, a rotor 42 fixed to the eccentric shaft portion 41 and rotating in the compression chamber C1 eccentrically with respect to the axis X as the rotating shaft 15 rotates, and a cylinder 44 in which the compression chamber C1 is formed.
  • the refrigerant R is supplied to the compression chamber C1 formed in the cylinder 44 from the suction pipe 33 via the suction boss 36.
  • the refrigerant compressed in the compression chamber C1 is discharged from the rotary discharge pipe 43 via the lower bearing 32 to the area below the electric motor 14 inside the housing 11.
  • the cylinder 44 is fixed from below to the lower bearing 32 by bolts 48.
  • An oil pump 49 is provided below the cylinder 44 and is fixed together with the cylinder 44 by bolts 48.
  • the oil pump 49 sucks oil from an oil reservoir O1 at the bottom of the housing 11 and guides it through an oil supply hole 15a that penetrates along the axis X of the rotating shaft 15 to the upper bearing 31 side.
  • the scroll compression mechanism 13 is disposed above the electric motor 14 inside the housing 11.
  • the scroll compression mechanism 13 includes a fixed scroll 51 fixed to the upper bearing 31 and an orbiting scroll 57 disposed below the fixed scroll 51 and facing the fixed scroll 51.
  • the fixed scroll 51 has an end plate 52 fixed to the upper surface of the upper bearing 31 and a fixed wrap 53 protruding downward from the end plate 52.
  • a discharge hole 52a is formed in the center of the end plate 52 (near the axis X) and penetrates vertically.
  • the orbiting scroll 57 is arranged so as to be sandwiched between the upper bearing 31 and the fixed scroll 51.
  • the orbiting scroll 57 has an end plate 58 connected to the upper end side of the rotating shaft 15, and an orbiting wrap 59 protruding upward from the end plate 58.
  • the end plate 58 is connected via a drive bush 55 to an eccentric shaft portion 56 provided at the upper end of the rotating shaft 15, and rotates eccentrically about the axis X as the rotating shaft 15 rotates.
  • the rotating wrap 59 meshes with the fixed wrap 53 to form a compression chamber C2 between the fixed wrap 53 and the rotating wrap 59, which compresses the refrigerant R.
  • a balance weight chamber 63 is formed between the central recess of the upper bearing 31 and the lower part of the orbiting scroll 57. Inside the balance weight chamber 63, the balance weight 54 rotates together with the rotating shaft 15.
  • the refrigerant R compressed by the rotary compression mechanism 12 and discharged into the housing 11 is sucked into the compression chamber C2 from the outer periphery of the scroll compression mechanism 13 and compressed toward the center.
  • the compressed refrigerant R is discharged from the discharge pipe 34 to the outside of the housing 11 via the discharge hole 52a of the fixed scroll 51.
  • a cover 45 is provided below the upper bearing 31 so as to cover the upper bearing 31.
  • the cover 45 is formed by sheet metal processing and has a generally conical shape with a diameter that expands from bottom to top.
  • the upper end on the outer periphery of the cover 45 is fixed to the upper bearing 31 by bolts or the like.
  • the lower end of the cover 45 is provided with an intake opening 45a. That is, the intake opening 45a faces downward and is an annular area formed between the cover 45 and the rotating shaft 15.
  • the cover 45 separates the space below the housing 11 from the space on the upper bearing 31 side, and the refrigerant sucked in from the intake opening 45a is guided to the scroll compression mechanism 13.
  • An oil level tank 60 is provided below and outside the housing 11.
  • the oil level tank 60 is a hollow container that is connected to the inside of the housing 11 via a lower pipe 61 and an upper pressure equalizing pipe 62.
  • the oil level tank 60 measures the oil level of the oil reservoir O1 in the housing 11 by directing oil from the oil reservoir O1 through the lower pipe 61.
  • the downstream end of the oil separator return oil pipe 65 is connected to the lower side of the housing 11.
  • the upstream end of the oil separator return oil pipe 65 is connected to an oil separator (not shown).
  • the refrigerant discharged from the compressor 1 has oil separated by the oil separator, and the separated oil is returned to the oil reservoir O1 in the housing 11 via the oil separator return oil pipe 65.
  • the height position where the downstream end of the oil separator return oil pipe 65 is connected to the housing 11 is below the lower bearing 32.
  • An oil return pipe 67 is provided inside the housing 11 and extends vertically while in contact with the inner wall of the housing 11.
  • the oil return pipe 67 is provided so that its upper end (one end) is fixed to the upper bearing 31 and its lower end (the other end) is located in the oil reservoir O1 at the bottom of the housing 11.
  • FIG. 2 shows a cross section of the lower bearing 32.
  • the lower bearing 32 has a central cylindrical portion 32a and three arm portions 32b extending radially from the cylindrical portion 32a.
  • the arm portions 32b are arranged at equal angular intervals in the circumferential direction at angles of 120°.
  • the tip of each arm portion 32b is fixed to the inner surface of the housing 11 by a plug weld portion (welded fixed portion) 35 that has been plug welded.
  • Shims 37 are provided between the outer peripheral surface of each arm 32b and the inner peripheral surface of the housing 11.
  • the shims 37 fill the gaps between the outer peripheral surface of each arm 32b and the inner peripheral surface of the housing 11.
  • the shims 37 are fixed to the arm 32b by bolts (fixing parts) 40.
  • FIG. 3 shows a partially enlarged vertical cross-sectional view of the position where shim 37 is attached. As shown in the figure, shim 37 is bent at a substantially right angle in the vertical cross-sectional view as shown in the figure, forming an L-shape.
  • the shim 37 is a plate-shaped body made of metal such as hot-rolled mild steel plate (SHPC).
  • SHPC hot-rolled mild steel plate
  • the thickness of the shim 37 is, for example, 0.1 mm to 0.6 mm. However, the thickness of the shim 37 is determined depending on the gap between the inner peripheral surface of the housing 11 and the outer peripheral surface of the arm portion 32b formed during assembly.
  • the shim 37 has a main body portion 37a provided at one end, a fixing piece portion 37b provided at the other end, and a connection portion 37c that connects the main body portion 37a and the fixing piece portion 37b.
  • the body 37a of the shim 37 fills the gap between the inner peripheral surface of the housing 11 and the outer peripheral surface of the arm 32b in the mounted state shown in FIG. 3.
  • the body 37a has an arc-shaped tip and a plug welding hole 37a1 that is a circular hole in the center. Because the tip of the body 37a is arc-shaped, there is less resistance when inserting the scroll compression section into the housing 11 during assembly.
  • the plug welding hole 37a1 of the body 37a is shaped to ensure the plug welding portion 35, and the body 37a can fill the gap between the inner peripheral surface of the housing 11 and the outer peripheral surface of the arm 32b near the periphery of the plug welding portion 35.
  • the fixing piece 37b of the shim 37 is attached to the end surface that is connected to the outer peripheral surface of the arm 32b.
  • a fixing hole 37b1 that is a circular hole is formed in the center of the fixing piece 37b.
  • the shim 37 is fixed to the arm 32b by attaching a bolt 40 so that it passes through the fixing hole 37b1.
  • connection portion 37c of the shim 37 is located between the main body portion 37a and the fixing piece portion 37b, and its width dimension (the dimension in the left-right direction in FIG. 4A) is smaller than that of the main body portion 37a and the fixing piece portion 37b. This makes it easier to bend the shim 37 into an L-shape.
  • the shim 37 is bent into an L-shape around the connection portion 37c by pressing or the like to form the shape shown in FIG. 4B.
  • the compressor 1 having the above-described configuration operates as follows. Refrigerant evaporated in an evaporator (not shown) is sucked into the compressor 1 through the suction pipe 33 and the suction boss 36, and is compressed by the rotary compression mechanism 12. The refrigerant compressed by the rotary compression mechanism 12 is discharged from the rotary discharge pipe 43 into the housing 11. The refrigerant discharged into the housing 11 is sucked through the suction opening 45a of the cover 45, passes through a flow passage in the cover 45, and is guided to the scroll compression mechanism 13 where it is compressed. The refrigerant compressed in the scroll compression mechanism 13 passes through the discharge hole 52a of the fixed scroll 51 and is discharged from the discharge pipe 34 to an external gas cooler or condenser.
  • the rotary compression section is assembled as follows. As shown in Fig. 5, after the upper bearing 31 and the stator 39 of the scroll compression mechanism 13 are assembled to the main body 21 of the housing 11, an assembly in which the upper bearing 31, the rotary compression section including the rotary compression mechanism 12, the rotating shaft 15, and the rotor 38 are integrated is inserted into the housing 11 (insertion process). After this, shims 37 are attached to the arms 32b of the lower bearing 32 (shim attachment process). Note that Fig. 5 corresponds to the vertical position during assembly, and is upside down compared to Fig. 1.
  • an assembly jig is required to support both the housing 11 side and the rotary compression section side assembly in the state shown in Figure 5, and to insert the rotary compression section while aligning their axes. Such an assembly jig would be large, increasing manufacturing costs.
  • the shim 37 is used alone, making the above-mentioned assembly jig unnecessary.
  • the thickness of the shim 37 is, for example, 0.1 mm to 0.6 mm, and is obtained by calculating or measuring from the dimensional accuracy of the inner peripheral surface of the main body 21 of the housing 11 and the dimensional accuracy of the outer peripheral surface of the arm portion 32b of the lower bearing 32.
  • the inner peripheral surface of the main body 21 and the outer peripheral surface of the arm portion 32b can be obtained with the desired dimensional accuracy by cutting, so that the lower bearing 32 can be centered by using the shim 37 having a thickness of 0.1 mm to 0.6 mm.
  • the rotary compression section is fixed to the housing 11 by plug welding the tip of each arm portion 32b of the lower bearing 32 (see plug welding portion 35 in FIG. 3) (welding and fixing process).
  • the rotary compression section is fixed to the housing 11 by providing plug welds 35 on the outer peripheral surfaces of the multiple radially extending arm sections 32b. Shims 37 are then placed around the plug welds 35, so that the rotary compression section is accurately welded and fixed in place after being centered by the shims 37.
  • fixing hole 37b1 in shim 37 By forming fixing hole 37b1 in shim 37 at a position corresponding to plug weld 35, plug welding becomes possible. Also, gap adjustment can be reliably performed around plug weld 35 by shim 37. It is preferable that the hole diameter of plug weld hole 37a1 of shim 37 is larger than the hole diameter for plug weld 35 so as not to interfere with plug welding.
  • the shim 37 is fixed to the lower bearing 32 by the bolt 40, which prevents the shim 37 from falling off the lower bearing 32 while the compressor 1 is in operation.
  • the surface of the main body 37a of the shim 37 that comes into contact with the housing 11 may be curved to have a curved shape.
  • the curved shape is a cylindrical surface shape that corresponds to the inner peripheral surface of the housing 11. This makes it easier for the main body 37a to be inserted into the inner peripheral surface of the housing 11 during assembly, improving the ease of assembly.
  • the plug welding hole 37a2 may be a notched hole that opens toward one side of the main body 37a (the left side in the figure) as shown in FIG. 8. This allows the shim 37 to be inserted while a jig such as a pin is still in place when adjusting the position of the plug welding hole.
  • the fixing hole 37b1 which is a round hole as shown in Fig. 4A
  • the fixing hole 37b2 which is a notched hole opening toward one side (the left side in the figure) of the fixing piece 37b may be used as shown in Fig. 9. This allows fine adjustment of the position of the shim 37 after it has been installed.
  • the shim 37 may be a combination of the plug welding hole portion 37a2 formed as a notched hole shown in FIG. 8 and the fixing hole portion 37b2 formed as a notched hole shown in FIG.
  • the fixing of the rotary compression section is described, but the present disclosure is not limited to the compression type being rotary, and can generally be applied as long as the compression section is fixed to the housing.
  • the compressor (1) includes a housing (11), a compression section (32, 12) accommodated within the housing, a rotating shaft section (15) that drives the compression section, a welded fixing section (35) that fixes the compression section to the housing by welding, and a shim (37) inserted between the outer peripheral surface of the compression section and the inner peripheral surface of the housing.
  • the compression section By inserting a shim between the inner surface of the housing and the outer surface of the compression section, the compression section can be accurately centered relative to the rotating shaft without using an assembly jig.
  • the compression section includes a plurality of arms (32b) extending in the radial direction, the welded fixing portion is provided on the outer circumferential surface of the arms, and the shim is disposed around the welded fixing portion.
  • the compression section is fixed to the housing by providing a welding fixing section on the outer circumferential surface of the multiple radially extending arms.
  • shims are arranged around the welding fixing section, so that the compression section is centered by the shims and then accurately welded and fixed.
  • the compressor according to the fourth aspect of the present disclosure is any one of the first to third aspects and includes a fixing portion (40, 37b1, 37b2) that fixes the shim to the compression portion.
  • the shim is fixed to the compression section by the fixing portion, which prevents the shim from falling off the compression section while the compressor is operating.
  • a hole for a bolt can be formed in the shim, and the shim can be fixed to the compression section by the bolt.
  • the method for assembling a compressor according to the third aspect of the present disclosure is a method for assembling a compressor including a housing, a compression section housed within the housing, and a rotating shaft section that drives the compression section, and includes an insertion step of inserting the compression section into the housing so that the compression section is in contact with the inner peripheral surface of the housing, a shim attachment step of attaching a shim to the gap between the outer peripheral surface of the compression section and the inner peripheral surface of the housing, and a welding and fixing step of welding and fixing the compression section to the housing.

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Abstract

ハウジングに対して圧縮部の芯出しを簡便に行うことができる圧縮機を提供する。圧縮機は、ハウジング（１１）と、ハウジング（１１）内に収容されたロータリ圧縮部と、ロータリ圧縮部を駆動する回転軸（１５）と、ロータリ圧縮部をハウジング（１１）に対して溶接して固定する栓溶接部（３５）と、ロータリ圧縮部である下部軸受（３２）の腕部（３２ｂ）の外周面とハウジング（１１）の内周面との間に挿入されたシム（３７）と、を備えている。複数の腕部（３２ｂ）はそれぞれが半径方向に延び、各腕部（３２ｂ）の外周面に栓溶接部（３５）が設けられ、栓溶接部（３５）の周囲にシム（３７）が配置されている。

Description

圧縮機及びその組立方法
　本開示は、圧縮機及びその組立方法に関するものである。
　ハウジングの内部に、冷媒を圧縮する圧縮部が設けられた圧縮機が知られている（特許文献１参照）。同文献には、圧縮部の軸芯を調芯するために円筒状の支持枠を用いることとしている。支持枠は、スポット溶接によってハウジングに対して固定される。
特開２００３－２３９８７３号公報
　特許文献１では、支持枠を用いて圧縮部の調芯を行う際に、支持枠を固定するボルトを締め直して調整する必要があり、作業が煩雑となるという問題がある。
　本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ハウジングに対して圧縮部の芯出しを簡便に行うことができる圧縮機及びその組立方法を提供することを目的とする。
　本開示の圧縮機は、ハウジングと、前記ハウジング内に収容された圧縮部と、前記圧縮部を駆動する回転軸部と、前記圧縮部を前記ハウジングに対して溶接して固定する溶接固定部と、前記圧縮部の外周面と前記ハウジングの内周面との間に挿入されたシムと、を備えている。
　本開示の圧縮機の組立方法は、ハウジングと、前記ハウジング内に収容された圧縮部と、前記圧縮部を駆動する回転軸部と、を備えた圧縮機の組立方法であって、前記ハウジングの内周面が接するように前記圧縮部をハウジング内に挿入する挿入工程と、前記圧縮部の外周面とハウジング内周面の隙間に対してシムを取り付けるシム取付工程と、前記圧縮部を前記ハウジングに対して溶接して固定する溶接固定工程と、を有する。
　シムを用いることによってハウジングに対して圧縮部の芯出しを簡便に行うことができる。
本開示の一実施形態に係る圧縮機を示した縦断面図である。 図１の矢視Ａから見た下部軸受を示す横断面図である。 シム周りを示す部分拡大縦断面図である。 シムを折り曲げる前の展開状態を示した平面図である。 シムをＬ字状に折り曲げた状態を示した平面図である。 ハウジングに対してロータリ圧縮部を挿入する前の状態を示した縦断面図である。 ハウジングに対してロータリ圧縮部を挿入した後の状態を示した縦断面図である。 シムの変形例を示した平面図である。 シムの変形例を示した平面図である。 シムの変形例を示した平面図である。
　以下に、本開示に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
　図１に示すように、圧縮機１は、空調機に用いられ、例えば二酸化炭素等のガスである冷媒Ｒを二段圧縮する。圧縮機１は、脚部３を介して設置面ＦＬに対して固定されている。圧縮機１はハウジング１１と、ハウジング１１の内部に設けられたロータリ圧縮機構（圧縮部）１２と、スクロール圧縮機構１３と、電動モータ１４と、回転軸（回転軸部）１５とを備えている。
　ハウジング１１は、円筒状をなす本体部２１と、本体部２１の上下の開口を閉塞する上部蓋部２２及び下部蓋部２３とを備えている。そしてハウジング１１の内部は密閉空間を形成している。ハウジング１１の本体部２１は、管状材や丸棒材を切削して製作されており、平板を曲げ形成して端部を溶接して製作したものよりも寸法精度が高い。したがって、本体部２１には軸方向に延在する溶接線が形成されていない。
　回転軸１５は、ハウジング１１の内部で軸線Ｘに沿って上下に延在して設けられている。回転軸１５の上端（一端）側は、上部軸受３１によって回転可能に支持されている。回転軸１５の下端（他端）側は、下部軸受３２によって回転可能に支持されている。下部軸受３２は、ロータリ圧縮機構１２と一体的に組み立てられており、ロータリ圧縮機構１２とともにロータリ圧縮部（圧縮部）を構成している。
　電動モータ１４は、回転軸１５の長手方向における中央でかつ回転軸１５の外周側に配置され、回転軸１５を軸線Ｘ回りに回転させる。電動モータ１４は、回転軸１５の外周面に固定されたロータ３８と、ロータ３８の外周面と隙間を空けてロータ３８と径方向に対向し、ハウジング１１の本体部２１の内壁に焼嵌め等によって固定されたステータ３９とを有している。
　ロータ３８には、周方向に所定間隔で設けられたロータ通路３８ａが設けられている。各ロータ通路３８ａは、上下方向（軸線Ｘ方向）にロータ３８を貫通している。これらロータ通路３８ａを介して、ロータリ圧縮機構１２から吐出された冷媒が上方へ流れる。ロータ３８の上部には、油分離プレート３８ｂが固定されている。油分離プレート３８ｂは、円板形状とされており水平方向に延在するように配置されている。油分離プレート３８ｂは、ロータ３８とともに軸線Ｘ回りに回転する。
　ステータ３９の外周には、周方向に所定角度間隔で複数のステータ通路３９ａが形成されている。
　図１に示すように、ステータ３９の上部には巻線が折り返された上側コイルエンド３９ｂが位置し、ステータ３９の下部には巻線が折り返された下側コイルエンド３９ｃが位置している。電動モータ１４は、不図示のインバータを介して電源に接続されており、回転軸１５を周波数可変として回転させる。
　ロータリ圧縮機構１２は、ハウジング１１の内部で、回転軸１５の下端（他端）側に設けられている。ロータリ圧縮機構１２は、本実施形態では２気筒とされており、回転軸１５に設けられた偏心軸部４１と、偏心軸部４１に固定され、回転軸１５の回転に伴って軸線Ｘに対して偏心して圧縮室Ｃ１内で回転するロータ４２と、圧縮室Ｃ１が形成されたシリンダ４４とを備えている。
　シリンダ４４に形成された圧縮室Ｃ１には、吸入管３３から吸入ボス３６を介して冷媒Ｒが供給されるようになっている。圧縮室Ｃ１にて圧縮された冷媒は、下部軸受３２を介してロータリ吐出管４３からハウジング１１内の電動モータ１４の下方の領域に吐出される。
　シリンダ４４は、下部軸受３２に対してボルト４８によって下方から固定されている。シリンダ４４の下方には、シリンダ４４とともにボルト４８によって固定された油ポンプ４９が設けられている。油ポンプ４９によって、ハウジング１１の下部の油溜まりＯ１から油が吸い込まれ、回転軸１５の軸線Ｘに沿って貫通された油供給穴１５ａを通過して上部軸受３１側へと導かれる。
　スクロール圧縮機構１３は、ハウジング１１の内部で電動モータ１４の上方に配置されている。スクロール圧縮機構１３は、上部軸受３１に固定された固定スクロール５１と、固定スクロール５１の下方で固定スクロール５１に対向して配置された旋回スクロール５７とを備えている。
　固定スクロール５１は、上部軸受３１の上面に固定された端板５２と、端板５２から下方に突出する固定ラップ５３とを有している。端板５２の中央部（軸線Ｘ近傍）には、上下に貫通する吐出孔５２ａが形成されている。
　旋回スクロール５７は、上部軸受３１と固定スクロール５１との間に挟まれるようにして配置されている。旋回スクロール５７は、回転軸１５の上端側に接続された端板５８と、端板５８から上方に突出する旋回ラップ５９とを有している。
　端板５８は、回転軸１５の上端に設けられた偏心軸部５６に対してドライブブッシュ５５を介して連結されており、回転軸１５の回転に伴って軸線Ｘに対して偏心して旋回運動する。
　旋回ラップ５９は、固定ラップ５３と噛み合うことで固定ラップ５３との間に冷媒Ｒを圧縮する圧縮室Ｃ２を形成している。
　上部軸受３１の中央側の凹所と旋回スクロール５７の下方との間には、バランスウェイト室６３が形成されている。バランスウェイト室６３内では、回転軸１５とともにバランスウェイト５４が回転する。
　ロータリ圧縮機構１２で圧縮されてハウジング１１内に吐出された冷媒Ｒは、スクロール圧縮機構１３の外周側から圧縮室Ｃ２内に吸い込まれて、中心側に向かって圧縮される。圧縮された冷媒Ｒは、固定スクロール５１の吐出孔５２ａを介して、吐出管３４からハウジング１１の外部へ吐出される。
　上部軸受３１の下方には、上部軸受３１を覆うようにカバー４５が設けられている。カバー４５は、板金加工されて成形されており、下方から上方に向かって拡径された略円錐形状とされている。カバー４５の外周側における上端は、ボルト等によって上部軸受３１に対して固定されている。
　カバー４５の下端には吸入開口４５ａが設けられている。すなわち、吸入開口４５ａは、下方を向いており、カバー４５と回転軸１５との間に形成された円環状の領域である。カバー４５によってハウジング１１の下方の空間と上部軸受３１側の空間とが仕切られており、吸入開口４５ａから吸い込まれた冷媒がスクロール圧縮機構１３に導かれるようになっている。
　ハウジング１１の外部でかつ下方には、オイルレベルタンク６０が設けられている。オイルレベルタンク６０は、中空の容器とされ下部配管６１と上部の均圧管６２を介してハウジング１１内と連通している。オイルレベルタンク６０は、ハウジング１１内の油溜まりＯ１から下部配管６１を介して油を導くことによって、油溜まりＯ１の油面高さを計測するものである。
　ハウジング１１の下方側部には、オイルセパレータ返油管６５の下流端が接続されている。オイルセパレータ返油管６５の上流端は、図示しないオイルセパレータに接続されている。圧縮機１から吐出された冷媒はオイルセパレータにて油を分離し、その分離した油が、オイルセパレータ返油管６５を介してハウジング１１内の油溜まりＯ１へと戻される。オイルセパレータ返油管６５の下流端がハウジング１１に接続される高さ位置は、下部軸受３２の下方とされている。
　ハウジング１１内には、ハウジング１１の内壁に接触しつつ上下方向に延在する油戻し管６７が設けられている。油戻し管６７は、上端（一端）が上部軸受３１に固定され、下端（他端）がハウジング１１の下部の油溜まりＯ１に位置するように設けられている。
＜ロータリ圧縮部の固定構造＞
　以下に、下部軸受３２及びロータリ圧縮機構１２を含むロータリ圧縮部の固定構造について説明する。
　図２には、下部軸受３２を見た横断面が示されている。下部軸受３２は、中央の円筒部３２ａと、円筒部３２ａから半径方向に延びた３つの腕部３２ｂとを備えている。各腕部３２ｂは、周方向に等角度間隔で１２０°の角度を有して配置されている。各腕部３２ｂの先端は、栓溶接（プラグ溶接）が行われた栓溶接部（溶接固定部）３５によってハウジング１１の内面に対して固定されている。
　各腕部３２ｂの外周面とハウジング１１の内周面との間には、シム３７が設けられている。シム３７によって、各腕部３２ｂの外周面とハウジング１１の内周面との間の隙間が埋められている。シム３７は、ボルト（固定部）４０によって腕部３２ｂに対して固定されている。
　図３には、シム３７が取り付けられた位置の部分拡大縦断面図が示されている。同図に示されているように、シム３７は、同図のような縦断面視において略直角に折り曲げられたＬ字形状とされている。
　図４Ａには、シム３７を略直角に折り曲げる前の展開状態が示されている。シム３７は、ＳＨＰＣ（熱間圧延軟鋼板）等の金属製の板状体とされている。シム３７の厚さは、例えば０．１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下とされる。但し、シム３７の厚さは、組立時に形成されるハウジング１１の内周面と腕部３２ｂの外周面との間の隙間に応じて決定される。
　シム３７は、一端に設けられた本体部３７ａと、他端に設けられた固定用片部３７ｂと、本体部３７ａと固定用片部３７ｂとを接続する接続部３７ｃとを備えている。
　シム３７の本体部３７ａは、図３に示された取付状態において、ハウジング１１の内周面と腕部３２ｂの外周面との間の隙間を埋める。図４Ａに示すように、本体部３７ａは、先端が円弧形状とされており、中央に丸穴とされた栓溶接用孔部３７ａ１が形成されている。本体部３７ａの先端が円弧形状とされているので、組立時にスクロール圧縮部をハウジング１１に挿入する際に抵抗が少なくなる。本体部３７ａの栓溶接用孔部３７ａ１は、図３に示したように、栓溶接部３５を確保できる形状とされており、栓溶接部３５の周囲近傍において、ハウジング１１の内周面と腕部３２ｂの外周面との間の隙間を本体部３７ａで埋めることができるようになっている。
　シム３７の固定用片部３７ｂは、図３に示したように、腕部３２ｂの外周面に連接する端面に取り付けられる。図４Ａに示すように、固定用片部３７ｂの中央には丸穴とされた固定用孔部３７ｂ１が形成されている。図３に示したように、固定用孔部３７ｂ１を挿通するようにボルト４０を取り付けてシム３７が腕部３２ｂに固定される。
　図４Ａに示すように、シム３７の接続部３７ｃは、本体部３７ａと固定用片部３７ｂとの間に位置し、幅寸法（図４Ａにおいて左右方向の寸法）が本体部３７ａ及び固定用片部３７ｂよりも小さくなっている。これにより、シム３７が容易にＬ字状に折り曲げやすくなっている。シム３７は、プレス加工等によって接続部３７ｃを中心としてＬ字状に折り曲げられて図４Ｂのような形状となる。
　上述した構成の圧縮機１は、以下のように動作する。
　図示しない蒸発器で蒸発した冷媒が吸入管３３から吸入ボス３６を介して圧縮機１内に吸い込まれ、ロータリ圧縮機構１２で圧縮される。ロータリ圧縮機構１２で圧縮された冷媒は、ロータリ吐出管４３からハウジング１１の内部に吐出される。
　ハウジング１１内に吐出された冷媒は、カバー４５の吸入開口４５ａから吸い込まれ、カバー４５内の流路を通りスクロール圧縮機構１３へと導かれて圧縮される。スクロール圧縮機構１３で圧縮された冷媒は、固定スクロール５１の吐出孔５２ａを通り吐出管３４から外部のガスクーラ又は凝縮器へと吐出される。
＜ロータリ圧縮部の組立工程＞
　ロータリ圧縮部は、以下のように組み立てられる。
　図５に示すように、ハウジング１１の本体部２１に対してスクロール圧縮機構１３の上部軸受３１とステータ３９が組み付けられた後に、上部軸受３１及びロータリ圧縮機構１２を含むロータリ圧縮部と、回転軸１５と、ロータ３８とが一体化された組立体を、ハウジング１１内に挿入する（挿入工程）。この後、下部軸受３２の各腕部３２ｂには、シム３７が取り付けられる（シム取付工程）。なお、図５は、組立時の上下位置に対応しており、図１と上下が逆となっている。
　本実施形態のようにシム３７を用いない場合には、図５の状態でハウジング１１側とロータリ圧縮部側の組立体の両方を支持するとともに、互いの軸線を合わせながらロータリ圧縮部を挿入する組立治具が必要となる。このような組立治具は大型となり、製作コストが増大してしまう。
　これに対して、本実施形態ではシム３７を用いるだけで、上述のような組立治具は不要となる。
　シム３７の厚さは、例えば０．１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下とされており、ハウジング１１の本体部２１の内周面の寸法精度と下部軸受３２の腕部３２ｂの外周面の寸法精度から算出ないし計測することによって得られる。すなわち、本体部２１の内周面及び腕部３２ｂの外周面は切削によって所望の寸法精度が得られるので、０．１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の厚さのシム３７によって下部軸受３２の芯出しが可能となる。
　そして、図６のようにロータリ圧縮部を、ハウジング１１内に挿入した後に、下部軸受３２の各腕部３２ｂの先端に栓溶接を行うことによって（図３の栓溶接部３５参照）、ロータリ圧縮部をハウジング１１に対して固定する（溶接固定工程）。
　以上説明した本実施形態の作用効果は以下の通りである。
　ハウジング１１の内周面と下部軸受３２の腕部３２ｂの外周面との間にシム３７を挿入することによって、組立治具を用いることなく、回転軸１５に対するスクロール圧縮部の芯出しを正確に行うことができる。
　半径方向に延びる複数の腕部３２ｂの外周面に栓溶接部３５を設けることによってロータリ圧縮部をハウジング１１に対して固定する。そして、栓溶接部３５の周囲にシム３７を配置することとしたので、シム３７によるロータリ圧縮部の芯出しが行われた状態で正確に溶接固定が行われる。
　シム３７に対して、栓溶接部３５に対応する位置に固定用孔部３７ｂ１を形成することによって、栓溶接が可能となる。また、栓溶接部３５の周囲をシム３７によって確実に隙間調整を行うことができる。栓溶接の妨げにならない様に、栓溶接部３５用の穴径よりシム３７の栓溶接用孔部３７ａ１の穴径が大きい方が望ましい。
　ボルト４０によってシム３７を下部軸受３２に固定することとし、圧縮機１の運転中にシム３７が下部軸受３２から脱落することを回避することができる。
＜変形例＞
　本実施形態は、以下のように変形することができる。
　図７に示すように、シム３７の本体部３７ａのハウジング１１に接触する面を湾曲させて曲面形状としても良い。曲面形状は、ハウジング１１の内周面に対応する円筒面形状とされる。これにより、組立時に本体部３７ａがハウジング１１の内周面に対して挿入し易くなり、組立性が向上する。
　図４Ａのように丸穴とした栓溶接用孔部３７ａ１に代えて、図８に示すように、本体部３７ａの一側方（同図において左方）に向かって開口する切欠穴とされた栓溶接用孔部３７ａ２としても良い。これにより、栓溶接穴位置の位置調整を行う際にピン等の治具を入れたままシム３７を挿入することができる。
　図４Ａのように丸穴とした固定用孔部３７ｂ１に代えて、図９に示すように、固定用片部３７ｂの一側方（同図において左方）に向かって開口する切欠穴とされた固定用孔部３７ｂ２としても良い。これにより、シム３７を設置した後にシム３７の位置を微調整することができる。
　また、図示しないが、図８に示した切欠穴とされた栓溶接用孔部３７ａ２と、図９に示した切欠穴とされた固定用孔部３７ｂ２とを組み合わせたシム３７としても良い。
　なお、上述した実施形態では、ロータリ圧縮部の固定について説明したが、本開示は圧縮形式がロータリ式に限定されるものではなく、一般に圧縮部をハウジングに対して固定するものであれば適用できる。
　以上説明した各実施形態に記載の圧縮機及びその組立方法は、例えば以下のように把握される。
　本開示の第１態様に係る圧縮機（１）は、ハウジング（１１）と、前記ハウジング内に収容された圧縮部（３２，１２）と、前記圧縮部を駆動する回転軸部（１５）と、前記圧縮部を前記ハウジングに対して溶接して固定する溶接固定部（３５）と、前記圧縮部の外周面と前記ハウジングの内周面との間に挿入されたシム（３７）と、を備えている。
　ハウジングの内周面と圧縮部の外周面との間にシムを挿入することによって、組立治具を用いることなく、回転軸部に対する圧縮部の芯出しを正確に行うことができる。
　本開示の第２態様に係る圧縮機は、前記第１態様において、前記圧縮部は、半径方向に延びる複数の腕部（３２ｂ）を備え、前記腕部の外周面に前記溶接固定部が設けられ、前記溶接固定部の周囲に前記シムが配置されている。
　半径方向に延びる複数の腕部の外周面に溶接固定部を設けることによって圧縮部をハウジングに対して固定する。そして、溶接固定部の周囲にシムを配置することとしたので、シムによる圧縮部の芯出しが行われた状態で正確に溶接固定が行われる。
　本開示の第３態様に係る圧縮機は、前記第１態様又は前記第２態様において、前記シムには、前記溶接固定部に対応する位置に孔部（３７ａ１，３７ａ２）が形成されている。
　シムに対して、溶接固定部に対応する位置に孔部を形成することによって、ハウジングと圧縮部との溶接が可能となる。また、溶接固定部の周囲をシムによって確実に隙間調整を行うことができる。
　本開示の第４態様に係る圧縮機は、前記第１態様から前記第３態様のいずれかにおいて、前記シムを前記圧縮部に固定する固定部（４０，３７ｂ１，３７ｂ２）を備えている。
　固定部によってシムを圧縮部に固定することとし、圧縮機の運転中にシムが圧縮部から脱落することを回避することができる。例えば、シムにボルト用の孔部を形成し、ボルトで圧縮部にシムを固定することができる。
　本開示の第３態様に係る圧縮機の組立方法は、ハウジングと、前記ハウジング内に収容された圧縮部と、前記圧縮部を駆動する回転軸部と、を備えた圧縮機の組立方法であって、前記ハウジングの内周面が接するように前記圧縮部をハウジング内に挿入する挿入工程と、前記圧縮部の外周面とハウジング内周面の隙間に対してシムを取り付けるシム取付工程と、前記圧縮部を前記ハウジングに対して溶接して固定する溶接固定工程と、を有する。
１　圧縮機
３　脚部
１１　ハウジング
１２　ロータリ圧縮機構（圧縮部）
１３　スクロール圧縮機構
１４　電動モータ
１５　回転軸（回転軸部）
１５ａ　油供給穴
２１　本体部
２２　上部蓋部
２３　下部蓋部
３１　上部軸受（軸受部）
３２　下部軸受（圧縮部）
３２ａ　円筒部
３２ｂ　腕部
３３　吸入管
３４　吐出管
３５　栓溶接部
３６　吸入ボス（ボス部）
３７　シム
３７ａ　本体部
３７ａ１，３７ａ２　栓溶接用孔部
３７ｂ　固定用片部
３７ｂ１，３７ｂ２　固定用孔部
３７ｃ　接続部
３８　ロータ
３８ａ　ロータ通路
３８ｂ　油分離プレート
３９　ステータ
３９ａ　ステータ通路
３９ｂ　上側コイルエンド
３９ｃ　下側コイルエンド
４０　ボルト（固定部）
４１　偏心軸部
４２　ロータ
４３　ロータリ吐出管
４４　シリンダ
４５　カバー
４５ａ　吸入開口
４８　ボルト
４９　油ポンプ
５１　固定スクロール
５２　端板
５２ａ　吐出孔
５３　固定ラップ
５４　バランスウェイト
５５　ドライブブッシュ
５６　偏心軸部
５７　旋回スクロール
５８　端板
５９　旋回ラップ
６０　オイルレベルタンク
６１　下部配管
６２　均圧管
６３　バランスウェイト室
６５　オイルセパレータ返油管
６７　油戻し管
Ｃ１　圧縮室
Ｃ２　圧縮室
ＦＬ　設置面
Ｏ１　油溜まり
Ｘ　軸線

Claims (5)

  1. 　ハウジングと、
    　前記ハウジング内に収容された圧縮部と、
    　前記圧縮部を駆動する回転軸部と、
    　前記圧縮部を前記ハウジングに対して溶接して固定する溶接固定部と、
    　前記圧縮部の外周面と前記ハウジングの内周面との間に挿入されたシムと、
    　を備えている圧縮機。
  2. 　前記圧縮部は、半径方向に延びる複数の腕部を備え、
    　前記腕部の外周面に前記溶接固定部が設けられ、
    　前記溶接固定部の周囲に前記シムが配置されている請求項１に記載の圧縮機。
  3. 　前記シムには、前記溶接固定部に対応する位置に孔部が形成されている請求項２に記載の圧縮機。
  4. 　前記シムを前記圧縮部に固定する固定部を備えている請求項１に記載の圧縮機。
  5. 　ハウジングと、
    　前記ハウジング内に収容された圧縮部と、
    　前記圧縮部を駆動する回転軸部と、
    　を備えた圧縮機の組立方法であって、
    　前記ハウジングの内周面が接するように前記圧縮部をハウジング内に挿入する挿入工程と、
    　前記圧縮部の外周面とハウジング内周面の隙間に対してシムを取り付けるシム取付工程と、
    　前記圧縮部を前記ハウジングに対して溶接して固定する溶接固定工程と、
    　を有する圧縮機の組立方法。
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JP2010261336A (ja) * 2009-04-30 2010-11-18 Mitsubishi Electric Corp 回転式密閉型圧縮機
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