JP3556898B2 - 圧縮機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機、冷凍機等に搭載される開放型圧縮機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、空気調和機や冷凍機等には、スクロール圧縮機などの圧縮機が用いられている。
一般に、圧縮機としてスクロール型圧縮機においては、基板及び渦巻部からなる固定スクロール部材と、基板及び渦巻部からなる旋回スクロール部材とが、それらの渦巻部を180°ずらして噛み合わされて、両スクロール部材間に圧縮室が形成されている。そしてシャフトの回転に伴い、旋回スクロール部材が固定スクロール部材の軸心まわりを公転することで、圧縮室が渦巻部の外方から内方に移動しつつ圧縮室容積を減少させつつガスの圧縮を行う。
【0003】
ここで、図2に従来例の車両空調用開放型スクロール圧縮機を示す。フロントハウジング4及びリアハウジング5で構成される密閉されたハウジングHの内部に、スクロール圧縮機構Cが収納設置され、そしてフロントハウジング4の先端外形部には本スクロール圧縮機駆動動力を断続する電磁クラッチMCが設置され、これらはフロントハウジング4から一端が突出されたシャフト6を介して互いに連動直結されている。
ここでシャフト6はフロントハウジング4に収納されるメインベアリング7a、サブベアリング7bにより回転可能に軸支される。ここでメインベアリング7aは外輪と複数のコロ状のニードルからなるニードルベアリングが、サブベアリング7bには外輪と内輪との間に複数のボールを有するボールベアリングが用いられている。
【0004】
またメインベアリング7aとサブベアリング7bの間には、ゴム系の弾性部材からなるシール材34がフロントハウジング4に収納されており、ハウジングH内部のガス、あるいは潤滑油の漏洩を阻止している。またこのシール材34はストッパ34aによってフロントハウジング4に対する軸方向の移動が規制されている。
【0005】
この圧縮機では図示しない外部の動力源からベルトを介して、電磁クラッチMCに動力が伝達されると、シャフト6が回転し圧縮機構Cを駆動することで冷媒ガスは吸入孔(図示せず)から密閉されたハウジングH内に入り、圧縮機構Cにより圧縮され吐出孔(図示せず)を通ってハウジングH外へ流出する。
【0006】
ここで電磁クラッチMCについて説明する。上記構造のスクロール圧縮機のシャフト6の先端部は、電磁クラッチMCを構成するアマチュア板41の取付孔41aに挿通されており、さらにシャフト6の先端部に螺合されたナット42によってアマチュア板41が締結固定されている。
【0007】
また電磁クラッチMCを構成するロータ43はフロントハウジング4に回転可能に設置されており、図示しない外部の動力源から図示しないVベルトを介して動力が伝達されることで回転する。ここで電磁クラッチMCのロータ43内に収納されているコイル(図示せず)に電流が供給されて励磁することにより、このロータ43に、アマチュア板41が吸着され、これにより、ロータ43の回転力がシャフト6へ伝達される。
【0008】
ここで上記の電磁クラッチMCを構成するロータ43とアマチュア板41の間のクリアランスδについて、組み付け時のクリアランスδが過大の場合、コイルを励磁した時においてもロータ43とアマチュア板41が接触しないためシャフト6が駆動せず、また組み付け時のクリアランスδが過小の場合、回転するロータ43にアマチュア板41が接触し続けるため異音や発熱による異常磨耗が生じたりする。このため組み立て時はロータ43とアマチュア板41の間にある所定のクリアランスδ(0.1〜0.3mm程度)を設定する必要がある。このため、この圧縮機ではアマチュア板41とサブベアリング7bの内輪の間に、寸法調整用のシム56を挟み込んでいる。
【0009】
またこの圧縮機ではサブベアリング7bの外輪はフロントハウジング4に設けた段部4bに当接されている。つまり組み立て後にアマチュア板41を介してシャフト6をハウジングHの内方へ押し戻そうとする方向の荷重が作用した場合においても、サブベアリング7bの外輪とフロントハウジング4の移動は規制されるためクリアランスδが過小となることは防止できる。
【0010】
さらにサブベアリング7bの圧縮機構側の内輪はシャフト6に設けた溝6cに嵌め込まれたストッパ6bと当接されている。つまり組み立て後にアマチュア板41を介してシャフト6をハウジングHから引き抜く方向の荷重が作用した場合においても、シャフト6とサブベアリング7bの内輪との移動は規制されるためクリアランスδが過大となることは防止できる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記構造のスクロール圧縮機において、フロントハウジング4へシャフト6を組み付ける場合、まず、メインベアリング7aをフロントハウジング4へ圧入しシャフト6をリアハウジング5との接合側を上方へ向けたフロントハウジング4へ落とし込み、その後フロントハウジング4を反転し、シャフト6へシール部材34を嵌め込んで、フロントハウジング4の内周面に形成された段部4aへ係止させた後、ストッパ34aを取り付ける。
その後シャフト6にストッパ6bを取り付け、さらに、サブベアリング7bをフロントハウジング4の内周面に圧入すると同時に、内周面に形成された段部4bへ係止させていた。
【0012】
しかしながら、この圧縮機にあっては、フロントハウジング4へのシャフト6の挿入後に、このフロントハウジング4を反転した際に、メインベアリング7aに外輪と複数のコロ状のニードルからなるニードルベアリングを使用しているため、メインベアリング7a自体でシャフト6の軸方向の位置規制ができず、フロントハウジング4からシャフト6が脱落することがあり、作業性の改善が望まれていた。
【0013】
さらには、フロントハウジング4の内周面の非常に奥まったところにストッパ34a及びストッパ6bを嵌め込むため、多くの部品が必要でありかつ組み立て作業が困難なものとなっていた。
【0014】
またこの圧縮機においては電磁クラッチMCのクリアランスδを設定するために、シャフト6に形成された溝6cにストッパ6bを嵌め込んでいたが、ストッパ6bと溝6cの嵌め合いでガタつきが生じると電磁クラッチMCのクリアランスδにバラツキが生じるという問題を回避するため、精度の高いストッパ6bや溝6cの加工が必要であった。
【0015】
またこの圧縮機においてはシャフト6にストッパ6bが設けられているため、圧縮機の点検、あるいは修繕時にシャフト6をフロントハウジング4から引き抜く時にはストッパ6bがシール部材34に引っかかるため、シャフト交換が非常に困難であった。
【0016】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、良好な作業性にて組み立てることができるとともに、低コスト化が可能な圧縮機を提供することを目的としている。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1記載の圧縮機では、第1のハウジングから突出された一端が駆動源により回転されるシャフトと、該シャフトの他端に設置され該シャフトの回転によって吸入したガスを圧縮して吐出する圧縮機構と、該圧縮機構を収納し前記第1のハウジングに連接される第2のハウジングを有し、前記シャフトは前記第1のハウジングのボス部に形成された挿通孔に設置された第1のころがり軸受けと第2のころがり軸受けにより回転可能に支持されてなる圧縮機において、前記挿通孔の内周面に周方向にわたって前記圧縮機構側と前記駆動源側に段部を有する突条が形成され、前記第1のころがり軸受けは前記シャフトの軸方向の移動を許容するニードルベアリングであって、前記第1のハウジングの圧縮機構側から前記挿通孔に圧入され、前記第2のころがり軸受けは前記シャフトの軸方向の移動を規制するボールベアリングであって前記第1のハウジングの駆動源側から前記挿通孔に圧入されてなり、前記第1のころがり軸受けと前記第2のころがり軸受けの間には、前記第1のハウジングに設置された挿通孔と前記シャフトの間をシールするとともに前記第1のハウジングの反転時に前記シャフトを保持するシール材が設けられており、該シール材は前記第1のハウジングの挿通孔に前記突条の圧縮機構側から圧入され、前記シャフトは、前記シール材に前記第1のハウジングの圧縮機構側から挿入されて保持されることを特徴としている。
【0018】
このように、第1のハウジングの挿通孔に圧縮機構側からシール材を挿入したことによりシャフトの組み付け時には既にシール材が設けられているので、シャフトをハウジングへ組み込むことにより、弾性を有するシール材によってシャフトを保持させることができ、これにより、この状態にて、組み込み側と反対側から部品を組み込むために、反転させたとしても、挿通孔へ組み込んだシャフトの脱落を防止することができ、組み立て作業性を向上させることができる。
【0020】
また、前記シール材は突条によって第1のハウジングに対し軸方向の位置の規制が可能となるため、シール材を係止するストッパが不用となり作業性の改善及びコストの低減が可能となる。
【0021】
請求項2記載の圧縮機は、請求項1記載の圧縮機において前記第2のころがり軸受けは、その外輪が前記突条の側面に当接されて前記第1のハウジングに対する軸方向の位置決めがなされ、また前記シャフトは先端部近傍に形成された段差が前記第2のころがり軸受けの内輪に当接されて前記第2のころがり軸受けに対する軸方向の位置決めがなされることを特徴としている。
【0022】
すなわち、突条に当接されて第1のハウジングに位置決めされた第2のころがり軸受けにシャフトの段部が当接されて位置決めされているので、このシャフトを第2のころがり軸受けを介してハウジングへ確実にかつ精度良く位置決めすることができるため、シャフトを位置決めするストッパが不用となり、組み立て作業性の向上が図ることができ、部品削減が可能となる。また圧縮機の点検や修繕時においても、シャフトの引き抜き作業が容易となり作業性の向上が図れる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例の圧縮機及びその組立方法について図面を参照して説明する。
なお、前述した従来技術と同一構造部分には、同一符号を付して説明を省略する。
図1に示すように、このスクロール圧縮機(圧縮機)を構成するフロントハウジング(第1のハウジング)4には、シャフト6が挿通される挿通孔Aの内周面に、周方向へわたって位置決め突条(突条)51が形成されており、この位置決め突条51の軸方向の両側部の段部のうち、軸方向前方は、サブベアリング係止段部52とされ、軸方向後方側は、リップシール係止段部53とされている。
そして、前方側から嵌合されたサブベアリング7bがサブベアリング係止段部52に当接して嵌合位置が規制され、また、後方側から嵌合されたリップシール(シール材)34は高圧のガスにより前方側へ押し出された場合においてもリップシール係止段部53に当接して嵌合位置が規制されるようになっている。
【0024】
また、このスクロール圧縮機は、シャフト6を軸支するベアリングとして、ニードルベアリングからなるメインベアリング(第1のころがり軸受け)7a及びボールベアリングからなるサブベアリング(第2のころがり軸受け)7bが用いられている。
【0025】
また、シャフト6の先端側に設けられたサブベアリング7bの内輪54aの側面と電磁クラッチMCのアマチュア板41の端面との間には、電磁クラッチMCのクリアランスδを設定するためのシム56が設けられており、サブベアリング7bの内輪54aに、シム56を介してアマチュア板41が押し付けられている。また、シャフト6には、その先端側に位置決め段部6dが形成されており、この位置決め段部6dには、シム56を介してアマチュア板41が押し付けられたサブベアリング7bの内輪54aが押し当てられ、これにより、サブベアリング7bに対してシャフト6が位置決めされている。
【0026】
次に、上記構造のスクロール圧縮機のフロントハウジング4側の組み立て手順を説明する。
(1)まずリアハウジング(第2のハウジング)5との接合側である一方側を上方へ向けて配設したフロントハウジング4の挿通孔A内に、ニードルベアリングからなるメインベアリング7a及びリップシール34を圧入する。
【0027】
(2)次いで、シャフト6をフロントハウジング4の挿通孔Aへ、上方側から挿入する。
このとき、シャフト6には、先端部分に金属等から形成されたキャップを取り付けておく。これにより、シャフト6をフロントハウジング4に嵌合させたリップシール34へ挿入する際に、シャフト6の先端のねじ部や位置決め段部6dによるリップシール34の損傷を確実に防止することができる。
なお、このキャップは、シャフト6をフロントハウジング4へ挿入した後に取り外しておく。
【0028】
(3)次に、シャフト6を挿入したフロントハウジング4を、その挿通孔Aの他端側が上方へ向くように反転させる。
ここで、シャフト6は、予めフロントハウジング4に嵌合させたリップシール34に挿入されているので、フロントハウジング4を反転させる途中に、リップシール34によって確実に保持され、これにより、このシャフト6が脱落するようなことがない。
【0029】
(4)フロントハウジング4を、その挿通孔Aの他方側が上方へ向くように配置したら、他方側からサブベアリング7bを圧入する。つまり、サブベアリング7bの内輪54a内にシャフト6を挿入させながら、このサブベアリング7bの外輪54bをフロントハウジング4の挿通孔A内に、サブベアリング係止段部52に当接するまで圧入する。
【0030】
(5)その後、フロントハウジング4のボス部4bに電磁クラッチMCのロータ43を装着し、サブベアリング7bの内輪54aの側面とロータ43の端面間の距離L1を計測する。さらにアマチュア板41の摩擦面とボス端面間の距離L2を計測し、シム56の板厚tを選定する。すなわちt=L1−L2+δとなるようなシム56を選定し、シャフト6にシム56を挿通させてサブベアリング7bの内輪54aの側面に配設する。
(6)次に、電磁クラッチMCのアマチュア板41を、その取付孔41aにシャフト6を挿通させて配置させる。
このようにすると、このアマチュア板41の端面がシム56を介してサブベアリング7bの内輪54aに当接される。
【0031】
(7)さらに、シャフト6の先端部のねじ部に、ナット42を螺合させて締結させる。
このようにすると、間にシム56が介在されたアマチュア板41とサブベアリング7bの内輪54aとが、シャフト6の位置決め段部6dとナット42とによって挟持されて締結固定される。
したがって、シャフト6は、位置決め段部6dがサブベアリング係止段部52に当接されてフロントハウジング4に位置決めされたサブベアリング7bに位置決めされた状態とされる。
このように、上記(1)〜(7)の工程を行うことにより、スクロール圧縮機のフロントハウジング4側が組み立てられる。
【0032】
以上、説明したように、上記のスクロール圧縮機によれば、挿通孔Aに形成された位置決め突条51の、挿通孔Aへのシャフト6の組み付け側である一方側にリップシール34が設けられているので、シャフト6をフロントハウジング4へ組み込むことにより、リップシール34によってシャフト6を保持させることができ、これにより、この状態にて、組み込み側と反対側である他方側からサブベアリング7b等の部品を組み込むために、フロントハウジング4を反転させたとしても、挿通孔Aへ組み込んだシャフト6の脱落を防止することができ、組み立て作業性を向上させることができる。
【0033】
また挿通孔Aに位置決め突条51が形成されているためリップシール34を係止するためのストッパ等の別部品が不用となり、部品点数削減ができるとともに、コスト低減も図ることができる。
【0034】
また、位置決め突条51に当接されてフロントハウジング4に位置決めされたサブベアリング7bにシャフト6の位置決め段部6dが当接されて位置決めされているので、このシャフト6をサブベアリング7bを介してフロントハウジング4へ確実にかつ精度良く位置決めすることができる。
【0035】
さらに圧縮機の点検や修繕の際、シャフト6をフロントハウジング4から容易に取り外すことができ、作業性の向上が図ることができる。
【0036】
なお、上記の例では、圧縮機としてスクロール圧縮機を例にとって説明したが、シャフト6の回転によってガスを圧縮させる圧縮機であれば、スクロール型に限定されることはない。
【0037】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の圧縮機によれば、下記の効果を得ることができる。
請求項1記載の圧縮機によれば、挿通孔へのシャフトの組み付け側にシール材が設けられているので、シャフトをハウジングへ組み込むことにより、シール材によってシャフトを保持させることができ、これにより、この状態にて、組み込み側と反対側から部品を組み込むために、反転させたとしても、挿通孔へ組み込んだシャフトの脱落を防止することができ、組み立て作業性を向上させることができる。
【0038】
また、挿通孔に突条を形成しシール部材を係止したため、ストッパ部材が不用となり組み立て作業性の向上が図ることができかつ部品点数を削減することができる。
【0039】
請求項2記載の圧縮機によれば、突条に当接されてハウジングに位置決めされたサブベアリングにシャフトの段部が当接されて位置決めされているので、このシャフトをサブベアリングを介してハウジングへ確実にかつ精度良く位置決めすることができる。さらに圧縮機の点検や修繕時においてもシャフトは容易に引き抜くことが可能となり作業性の向上が図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の圧縮機の構成及び構造を説明するスクロール圧縮機の断面図である。
【図2】従来の圧縮機の構成及び構造を説明するスクロール圧縮機の断面図である。
【符号の説明】
4 フロントハウジング(第1のハウジング)
5 リアハウジング(第2のハウジング)
6 シャフト
6d 位置決め段部(段差)
7a メインベアリング(第1のころがり軸受け)
7b サブベアリング(第2のころがり軸受け)
34 リップシール(シール材)
51 位置決め突条(突条)
54a 内輪
54b 外輪
A 挿通孔
C スクロール圧縮機構(圧縮機構)
Claims (2)
- 第1のハウジングから突出された一端が駆動源により回転されるシャフトと、該シャフトの他端に設置され該シャフトの回転によって吸入したガスを圧縮して吐出する圧縮機構と、該圧縮機構を収納し前記第1のハウジングに連接される第2のハウジングを有し、前記シャフトは前記第1のハウジングのボス部に形成された挿通孔に設置された第1のころがり軸受けと第2のころがり軸受けにより回転可能に支持されてなる圧縮機において、
前記挿通孔の内周面に周方向にわたって前記圧縮機構側と前記駆動源側に段部を有する突条が形成され、
前記第1のころがり軸受けは前記シャフトの軸方向の移動を許容するニードルベアリングであって、前記第1のハウジングの圧縮機構側から前記挿通孔に圧入され、前記第2のころがり軸受けは前記シャフトの軸方向の移動を規制するボールベアリングであって前記第1のハウジングの駆動源側から前記挿通孔に圧入されてなり、
前記第1のころがり軸受けと前記第2のころがり軸受けの間には、前記第1のハウジングに設置された挿通孔と前記シャフトの間をシールするとともに前記第1のハウジングの反転時に前記シャフトを保持するシール材が設けられており、該シール材は前記第1のハウジングの挿通孔に前記突条の圧縮機構側から圧入され、
前記シャフトは、前記シール材に前記第1のハウジングの圧縮機構側から挿入されて保持されることを特徴とした圧縮機。 - 前記第2のころがり軸受けは、その外輪が前記突条の側面に当接されて前記第1のハウジングに対する軸方向の位置決めがなされ、また前記シャフトは先端部近傍に形成された段差が前記第2のころがり軸受けの内輪に当接されて前記第2のころがり軸受けに対する軸方向の位置決めがなされることを特徴とする請求項1記載の圧縮機。
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