JP5237029B2 - ロータリー式圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、冷凍装置に用いられるロータリー式圧縮機の組立方法に関する。

冷凍装置に用いられるロータリー式圧縮機は、密閉された容器内に、円筒状の内壁面を有したシリンダと、シリンダの中心に対して偏心して設けられたピストンロータと、を備える。
そして、シリンダとピストンロータとの間に形成された圧縮室に、吸入ポートから冷媒が供給され、ピストンロータの回転により圧縮室容積が減少して、冷媒を圧縮して吐出ポートから吐出する。

このような圧縮機において、シリンダおよびピストンロータを複数組備える、多気筒タイプのものがある。多気筒タイプの圧縮機は、容器内に、複数組のシリンダおよびピストンロータを、容器の軸線方向に沿って並べて配置し、各組のピストンロータを、一本のシャフトに固定して設けている。

ところで、多気筒タイプの圧縮機を組み立てる際には、図６に示すように、軸方向に間隔を隔てて複数のピストンロータ（図示無し）を備えたシャフト１と、各ピストンロータの外周側に対向した複数のシリンダ２と、複数のシリンダ２に対しシャフト１を回転自在に指示する軸受け３、３とを予め一体化してユニット５としておき、このユニット５を、容器６内にセットする。
このとき、容器６は、ベース治具７上にセットされ、容器６内に位置するシリンダ保持治具８に、前記のユニット５を保持させた状態とする。
この状態で、容器６に形成された開口部６ａから、シリンダ２内に冷媒を送り込むためのパイプ９の先端をシリンダ２に圧入し、しかる後、シリンダ２を容器６に溶接等により一体に固定している（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００６−３７７５７号公報（図６）

しかしながら、上記したような従来の手法によれば、パイプ９をシリンダ２に圧入する際には、ユニット５は、下段側のシリンダ２Ｂが、ピン８ａ等によりシリンダ保持治具８に位置決め固定されている。
この状態で、上段側のシリンダ２Ａにパイプ９を圧入すると、圧入力を、シリンダ保持治具８に固定された下段側のシリンダ２Ｂで受けることになる。ユニット５を構成する上段側のシリンダ２Ａと下段側のシリンダ２Ｂとは、図示しないボルト等で一体に連結されている。上段側のシリンダ２Ａへのパイプ９の圧入力が、上段側のシリンダ２Ａと下段側のシリンダ２Ｂとを連結するボルト等の締結力を上回った場合、上段側のシリンダ２Ａへのパイプ９の圧入力と、下段側のシリンダ２Ｂがピン８ａを介してシリンダ保持治具８から受ける逆方向の力とにより、上段側のシリンダ２Ａと下段側のシリンダ２Ｂとが、シャフト１の軸方向に直交する方向に相対的にズレることがある。上段側のシリンダ２Ａと下段側のシリンダ２Ｂとがズレると、上段側のシリンダ２Ａと下段側のシリンダ２Ｂのうち、本来の位置から芯ズレしたものがピストンロータ（図示無し）と干渉し、動作時に異音が発生したり、ピストンロータの回転がロックしてしまう等の不具合が生じる。

特許文献１に記載の技術においては、下段側のシリンダ２Ｂに挿入されるパイプ９の外径形状を、先端から一定距離をおいて小さくする工夫がなされているが、これは、パイプ９の圧入荷重のバラツキを抑えるためであり、上記とは問題が異なる。

本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、パイプの圧入時に、シリンダの芯ズレを起こすことのない、ロータリー式圧縮機の組立方法を提供することを目的とする。

かかる目的のもとになされた本発明は、内部に冷媒が供給される複数組のシリンダと、それぞれのシリンダ内でシリンダの中心に対して偏心して回転駆動される、シリンダ内径よりも小さな外径を有したピストンロータと、がケース内に設けられたロータリー式圧縮機の組立方法であって、ケース内に複数組のシリンダおよびピストンロータを挿入配置する第一の工程と、下段側のシリンダを第一の固定手段により位置決め固定した状態で、シリンダ内に冷媒を供給するためのパイプを下段側のシリンダに圧入する第二の工程と、第一の固定手段による下段側のシリンダの位置決め固定を解放するとともに、第二の固定手段により上段側のシリンダを固定する第三の工程と、上段側のシリンダにパイプを圧入する第四の工程と、
を備えることを特徴とする。
これにより、パイプを下段側のシリンダに圧入する第二の工程では、下段側のシリンダが第一の固定手段により位置決め固定されているので、上段側のシリンダと、下段側のシリンダとで相対的な芯ズレが生じるのを回避できる。また、上段側のシリンダにパイプを圧入する第四の工程では、上段側のシリンダが第二の固定手段により固定されているため、上段側のシリンダと、下段側のシリンダとで相対的な芯ズレが生じるのを回避できる。

ここで、下段側のシリンダを位置決め固定する第一の固定手段としては、治具等を用いることができる。

上段側のシリンダを固定する第二の固定手段としては、ケースと上段側のシリンダとを溶接して上段側のシリンダを固定するとともに、ケースをケース保持治具により保持することができる。これにより、上段側のシリンダは、ケースを介してケース保持治具によって固定される。

また、上段側のシリンダを固定する第二の固定手段として、治具を用いることもできる。

本発明によれば、上段側のシリンダと、下段側のシリンダとで芯ズレが生じるのを回避できる。これにより、シリンダとピストンロータが干渉して動作時に異音が発生したり、ピストンロータの回転がロックしてしまう等の不具合が生じるのを確実に回避できる。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
〔第一の実施形態〕
図１は、本実施の形態におけるロータリー式の圧縮機１０の構成を示す図である。
この図１に示すように、圧縮機１０は、図１において上下方向に中心軸を有した円筒状の密閉型のケース１１内に、ディスク状のシリンダ２０Ａ、２０Ｂが上下２段に設けられた、いわゆる２気筒タイプである。シリンダ２０Ａ、２０Ｂの中央部には、それぞれ、上下方向に軸線を有した円筒状のシリンダ内壁面２０Ｓが形成されている。

シリンダ２０Ａ、２０Ｂの内方には、シリンダ内壁面２０Ｓの内径よりも小さな外径を有したピストンロータ２１Ａ、２１Ｂが配置されている。ピストンロータ２１Ａ、２１Ｂのそれぞれは、ケース１１の中心軸に沿ったシャフト２３の偏心部に挿入固定されている。これにより、シリンダ２０Ａ、２０Ｂのシリンダ内壁面２０Ｓとピストンロータ２１Ａ、２１Ｂの外周面との間には、それぞれ三日月状の断面を有した空間Ｒが形成されている。
ここで、上段側のピストンロータ２１Ａと、下段側のピストンロータ２１Ｂとは、その位相が互いに異なるように設けられている。
また、上下のシリンダ２０Ａ、２０Ｂの間には、ディスク状の仕切板２４が設けられている。仕切板２４により、上段側のシリンダ２０Ａ内の空間Ｒと、下段側のシリンダ２０Ｂの空間Ｒとが互いに連通せずに圧縮室Ｒ１と圧縮室Ｒ２とに仕切られている。

図２に示すように、上下のシリンダ２０Ａ、２０Ｂには、圧縮室Ｒ１、Ｒ２を、それぞれ２つに区切るブレード２５が設けられている。ブレード２５は、シリンダ２０Ａ、２０Ｂのそれぞれにおいて、シリンダ２０Ａ、２０Ｂの径方向に延在して形成された挿入溝２６に、ピストンロータ２１Ａ、２１Ｂに対して接近・離間する方向に進退自在に保持されている。そして、ブレード２５は、その後端部２５ａが、コイルバネ２８によって押圧されており、先端部２５ｂがピストンロータ２１Ａ、２１Ｂに常に押し付けられている。

図１に示したように、シャフト２３は、上下のシリンダ２０Ａ、２０Ｂにボルト２９によって固定された上下の軸受け２９Ａ、２９Ｂにより、その軸線周りに回動自在に支持されている。これにより、シャフト２３が回転すると、上下のピストンロータ２１Ａ、２１Ｂがシリンダ２０Ａ、２０Ｂ内で、偏心転動する。このとき、ブレード２５は、コイルバネ２８により押圧されているため、先端部２５ｂがピストンロータ２１Ａ、２１Ｂの動きに追従して進退し、ピストンロータ２１Ａ、２１Ｂに常に押し付けられる。

シャフト２３は、軸受け２９Ａから上方に突出して延びており、その突出部には、シャフト２３を回転させるためのモータ３６のモータ回転子３７が一体に設けられている。モータ回転子３７の外周部に対向して、モータ固定子３８が、ケース１１の内周面に固定して設けられている。

ケース１１の側方には、シリンダ２０Ａ、２０Ｂの外周面に対向する位置に、開口部１２Ａ、１２Ｂが形成されている。この開口部１２Ａ、１２Ｂには、筒状のスリーブ１３Ａ、１３Ｂが挿入され、ロウ付けにより固定されている。スリーブ１３Ａ、１３Ｂの他端は、ケース１１の外部に突出している。シリンダ２０Ａ、２０Ｂには、開口部１２Ａ、１２Ｂに対向した位置に、シリンダ内壁面２０Ｓの所定位置まで連通する吸入ポート３０Ａ、３０Ｂが形成されている。そして、吸入ポート３０Ａ、３０Ｂには、筒状のパイプ１７Ａ、１７Ｂの先端部がスリーブ１３Ａ、１３Ｂを通して挿入されている。このパイプ１７Ａ、１７Ｂの後端は、ケース１１の外部に突出したスリーブ１３Ａ、１３Ｂの他端とほぼ同位置に位置している。

ケース１１の外部に、圧縮機１０に供給するに先立ち冷媒を気液分離するためのアキュムレータ１４が、ステー１５を介してケース１１に固定されている。
アキュムレータ１４には、アキュムレータ１４内の冷媒を圧縮機１０に吸入させるための吸入管１６Ａ、１６Ｂが設けられている。吸入管１６Ａ、１６Ｂの先端部は、パイプ１７Ａ、１７Ｂに挿入されている。そして、これら吸入管１６Ａ、１６Ｂの先端部、パイプ１７Ａ、１７Ｂの後端部、スリーブ１３Ａ、１３Ｂの他端は、その全周がロウ付け固定されている。

このような圧縮機１０においては、アキュムレータ１４の吸入口１４ａからアキュムレータ１４内に冷媒を取り込み、アキュムレータ１４内で冷媒を気液分離して、その気相を吸入管１６Ａ、１６Ｂから、パイプ１７Ａ、１７Ｂ、シリンダ２０Ａ、２０Ｂの吸入ポート３０Ａ、３０Ｂを介し、シリンダ２０Ａ，２０Ｂの内壁面２０Ｓの内部空間である圧縮室Ｒ１、Ｒ２に供給する。
そして、ピストンロータ２１Ａ、２１Ｂの偏心転動により、圧縮室Ｒ１、Ｒ２の容積が徐々に減少して冷媒が圧縮される。シリンダ２０Ａ、２０Ｂの所定の位置には、冷媒を吐出する吐出穴（図示無し）が形成されており、この吐出穴にはリード弁（図示無し）が備えられている。これにより、圧縮された冷媒の圧力が高まると、リード弁を押し開き、冷媒をシリンダ２０Ａ、２０Ｂの外部に吐出する。吐出された冷媒は、上下のマフラー室４１を経て、ケース１１の上部に設けられた吐出口４２から外部の図示しない配管に排出される。

次に、上記のような圧縮機１０の組み立て方法について説明する。
図３（ａ）に示すように、ケース１１は、上下の密閉蓋を取り付けない状態とし、ベース治具７０上にセットする。ここで、ベース治具７０には、ケース１１の内部に、下段側のシリンダ２０Ｂを位置決め固定するためのシリンダ保持治具７１が一体に設けられている。
一方、ピストンロータ２１Ａ、２１Ｂが一体化されたシャフト２３と、シリンダ２０Ａ、２０Ｂと、仕切板２４、軸受け２９Ａ、２９Ｂとを、事前に組み立ててユニット８０としておく。
そして、ケース１１の内部に、ユニット８０をセットする。このとき、ユニット８０を構成する下段側のシリンダ２０Ｂに形成された図示しないピン穴に、シリンダ保持治具７１に設けられたピン７２を挿入し、これによって下段側のシリンダ２０Ｂ、すなわちユニット８０をシリンダ保持治具７１に位置決め固定する。

下段側のシリンダ２０Ｂにおいて、ケース１１に予めロウ付け固定されたスリーブ１３Ｂを通して、パイプ１７Ｂをシリンダ２０Ｂの吸入ポート３０Ｂに圧入する。このとき、下段側のシリンダ２０Ｂは、ピン７２によりシリンダ保持治具７１に位置決め固定されているため、パイプ１７Ｂを圧入するときの力は、そのまま下段側のシリンダ２０Ｂで受けることができ、上段側のシリンダ２０Ａと、下段側のシリンダ２０Ｂとの間で相対的な芯ズレは生じない。

次いで、ケース１１の外側から溶接位置Ｗ２においてスポット溶接を行い、ケース１１と、上段側のシリンダ２０Ａとを溶接する。これにより、上段側のシリンダ２０Ａはケース１１に固定された状態となる。

この後、一体化されたケース１１および上段側のシリンダ２０Ａ（ユニット８０）とを、シリンダ保持冶具７１から解放する。続いて、図３（ｂ）に示すように、ケース１１を、ケース１１自体を位置決め固定するケース保持冶具７３に保持させる。
この状態で、上段側のシリンダ２０Ａにおいて、ケース１１に予めロウ付け固定されたスリーブ１３Ａを通して、パイプ１７Ａをシリンダ２０Ａの吸入ポート３０Ａに圧入する。このとき、上段側のシリンダ２０Ａは、既に溶接によりケース１１に固定されており、ケース１１はケース保持治具７３に保持されているため、パイプ１７Ａを圧入するときの力は、そのまま上段側のシリンダ２０Ａおよびケース１１で受けることができ、上段側のシリンダ２０Ａと、下段側のシリンダ２０Ｂとの間で相対的な芯ズレが生じるのを回避できる。

この後は、図１に示したように、モータ３６のモータ回転子３７、モータ固定子３８等、ケース１１内に配置する他の部品を組み付け、ケース１１の上下に密閉蓋を取り付け、アキュムレータ１４を装着することで、圧縮機１０が完成する。

上述したような圧縮機１０によれば、下段側のシリンダ２０Ｂをシリンダ保持治具７１に位置決め固定した状態で、下段側のシリンダ２０Ｂにパイプ１７Ｂを圧入することで、パイプ１７Ｂを圧入するときの力を、そのまま下段側のシリンダ２０Ｂで受ける。
その後、シリンダ保持治具７１による下段側のシリンダ２０Ｂの位置決め固定を解放し、ケース１１と上段側のシリンダ２０Ａとを溶接して上段側のシリンダ２０Ａを固定するとともに、ケース１１をケース保持治具７３で保持した状態で、上段側のシリンダ２０Ａにパイプ１７Ａを圧入することで、パイプ１７Ａを圧入するときの力を、そのまま上段側のシリンダ２０Ａで受けるようにした。
これにより、上段側のシリンダ２０Ａと、下段側のシリンダ２０Ｂとの間で相対的な芯ズレが生じるのを回避でき、シリンダ２０Ａ、２０Ｂとピストンロータ２１Ａ、２１Ｂが干渉して動作時に異音が発生したり、ピストンロータ２１Ａ、２１Ｂの回転がロックしてしまう等の不具合が生じるのを確実に回避できる。

〔第二の実施形態〕
次に、本発明にかかる第二の実施形態における圧縮機１０の組み立て方法について説明する。以下の説明においては、上記第一の実施形態と異なる構成について説明を行い、上記第一の実施形態と共通する構成については、同符号を付してその説明を省略する。
まず、下段側のシリンダ２０Ｂへのパイプ１７Ｂの圧入工程は、上記第一の実施形態と同様に行う。
すなわち、図４（ａ）に示すように、ケース１１は、上下の密閉蓋を取り付けない状態とし、ベース治具７０上にセットする。ここで、ベース治具７０には、ケース１１の内部に、下段側のシリンダ２０Ｂを位置決め固定するためのシリンダ保持治具７１が一体に設けられている。
一方、ピストンロータ２１Ａ、２１Ｂが一体化されたシャフト２３と、シリンダ２０Ａ、２０Ｂと、仕切板２４、軸受け２９Ａ、２９Ｂとを、事前に組み立ててユニット８０としておく。
そして、ケース１１の内部に、ユニット８０をセットする。このとき、ユニット８０を構成する下段側のシリンダ２０Ｂに形成された図示しないピン穴に、シリンダ保持治具７１に設けられたピン７２を挿入し、これによって下段側のシリンダ２０Ｂ、すなわちユニット８０をシリンダ保持治具７１に位置決め固定する。

下段側のシリンダ２０Ｂにおいて、ケース１１に予めロウ付け固定されたスリーブ１３Ｂを通して、パイプ１７Ｂをシリンダ２０Ｂの吸入ポート３０Ｂに圧入する。このとき、下段側のシリンダ２０Ｂは、ピン７２によりシリンダ保持治具７１に位置決め固定されているため、パイプ１７Ｂを圧入するときの力は、そのまま下段側のシリンダ２０Ｂで受けることができ、上段側のシリンダ２０Ａと、下段側のシリンダ２０Ｂとの間で相対的な芯ズレは生じない。

次いで、上段側のシリンダ２０Ａにパイプ１７Ａの圧入を、以下のようにして行う。
すなわち、まずシリンダ保持治具７１による下段側のシリンダ２０Ｂの位置決め固定を解放する。その後、図４（ｂ）に示すように、ケース１１およびユニット８０を、ベース治具７０上にセットする。ここで、ベース治具７０には、ケース１１の内部に、上段側のシリンダ２０Ａを位置決め固定するためのシリンダ保持治具７４が一体に設けられている。シリンダ保持治具７４は、上方に延びる延出部７４ａを備え、延出部７４ａの上端部に上方に突出するピン７５が形成されている。そして、上段側のシリンダ２０Ａの下面に形成された図示しないピン穴に、シリンダ保持治具７４に設けられたピン７５を挿入し、これによって上段側のシリンダ２０Ａ、すなわちユニット８０をシリンダ保持治具７４に位置決め固定する。
このように上段側のシリンダ２０Ａをシリンダ保持冶具７４で位置決め固定するため、図５に示すように、下段側のシリンダ２０Ｂの外周部には、シリンダ保持治具７４の延出部７４ａとの干渉を防ぐため内周側に凹となる逃げ７６が形成されている。なお、下段側のシリンダ２０Ｂと干渉することなく上段側のシリンダ２０Ａを位置決め固定できるのであれば、シリンダ保持治具７４の延出部７４ａおよび逃げ７６の配置や形状については何ら限定する意図はない。

この状態で、上段側のシリンダ２０Ａにおいて、ケース１１に予めロウ付け固定されたスリーブ１３Ａを通して、パイプ１７Ａをシリンダ２０Ａの吸入ポート３０Ａに圧入する。このとき、上段側のシリンダ２０Ａは、ピン７５によりシリンダ保持治具７４に位置決め固定されており、またシリンダ保持治具７１による下段側のシリンダ２０Ｂの位置決め固定を解放しているため、パイプ１７Ａを圧入するときの力は、上段側のシリンダ２０Ａのみで受けることができ、上段側のシリンダ２０Ａと、下段側のシリンダ２０Ｂとの間で相対的な芯ズレは生じない。

この後は、ケース１１と、上段側のシリンダ２０Ａまたは下段側のシリンダ２０Ｂとを溶接する。なお、ケース１１と下段側のシリンダ２０Ｂとを溶接する場合には、下段側のシリンダ２０Ｂにパイプ１７Ｂを圧入した直後に溶接を行っても良いし、上段側のシリンダ２０Ａにパイプ１７Ａを圧入した後でも良い。さらに、図１に示したように、モータ３６のモータ回転子３７、モータ固定子３８等、ケース１１内に配置する他の部品を組み付け、ケース１１の上下に密閉蓋を取り付け、アキュムレータ１４を装着することで、圧縮機１０が完成する。

上述したような圧縮機１０によれば、下段側のシリンダ２０Ｂをシリンダ保持治具７１に位置決め固定した状態で、下段側のシリンダ２０Ｂにパイプ１７Ｂを圧入することで、パイプ１７Ｂを圧入するときの力を、そのまま下段側のシリンダ２０Ｂで受ける。
その後、シリンダ保持治具７１による下段側のシリンダ２０Ｂの位置決め固定を解放し、上段側のシリンダ２０Ａをシリンダ保持治具７４で位置決め固定した状態で、上段側のシリンダ２０Ａにパイプ１７Ａを圧入することで、パイプ１７Ａを圧入するときの力を、上段側のシリンダ２０Ａのみで受けるようにした。
これにより、上段側のシリンダ２０Ａと、下段側のシリンダ２０Ｂとの間で相対的な芯ズレが生じるのを回避でき、シリンダ２０Ａ、２０Ｂとピストンロータ２１Ａ、２１Ｂが干渉して動作時に異音が発生したり、ピストンロータ２１Ａ、２１Ｂの回転がロックしてしまう等の不具合が生じるのを確実に回避できる。

なお、上記実施の形態において、圧縮機１０の構成について説明したが、本願発明の主旨を逸脱しない範囲内であれば、各部の構成は適宜変更などを加えることが可能である。
また、上記では、二組のシリンダ２０Ａ、２０Ｂとピストンロータ２１Ａ、２１Ｂとを備える２気筒の圧縮機１０を例に挙げたが、３気筒以上の圧縮機にも本発明は適用できる。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

本実施の形態におけるロータリー式圧縮機の構成を示す断面図である。 圧縮機のシリンダおよびピストンロータを示す図であり、圧縮機の軸線に直交した面における断面図である。 第一の実施形態における圧縮機の組み立て工程を示す図であり、（ａ）は下段側のシリンダを位置決め固定してパイプを圧入する工程を示す図、（ｂ）は上段側のシリンダをケースに溶接して固定し、パイプを圧入する工程を示す図である。 第二の実施形態における圧縮機の組み立て工程を示す図であり、（ａ）は下段側のシリンダを治具で位置決め固定してパイプを圧入する工程を示す図、（ｂ）はシリンダ保持治具７１による下段側のシリンダ２０Ｂの位置決め固定を解放した後、上段側のシリンダを治具で位置決め固定し、パイプを圧入する工程を示す図である。 図４（ｂ）の状態で、シリンダを平面視した状態を示す図である。 従来の圧縮機の組み立て工程を示す図である。

符号の説明

１０…圧縮機、１１…ケース、１４…アキュムレータ、１６Ａ、１６Ｂ…吸入管、１７Ａ、１７Ｂ…パイプ、２０Ａ、２０Ｂ…シリンダ、７１、７４…シリンダ保持治具、７２、７５…ピン、７３…ケース保持冶具、８０…ユニット

Claims (3)

1. 内部に冷媒が供給される複数組のシリンダと、
   それぞれの前記シリンダ内で前記シリンダの中心に対して偏心して回転駆動される、前記シリンダ内径よりも小さな外径を有したピストンロータと、がケース内に設けられたロータリー式圧縮機の組立方法であって、
   前記ケース内に複数組の前記シリンダおよび前記ピストンロータを挿入配置する第一の工程と、
   下段側の前記シリンダを第一の固定手段により位置決め固定した状態で、前記シリンダ内に冷媒を供給するためのパイプを下段側の前記シリンダに圧入する第二の工程と、
   前記第一の固定手段による下段側の前記シリンダの位置決め固定を解放するとともに、第二の固定手段により上段側の前記シリンダを固定する第三の工程と、
   上段側の前記シリンダに前記パイプを圧入する第四の工程と、
   を備えることを特徴とするロータリー式圧縮機の組立方法。
2. 前記第三の工程では、前記第二の固定手段として、前記ケースと上段側の前記シリンダとを溶接して上段側の前記シリンダを固定するとともに、前記ケースをケース保持治具により保持することを特徴とする請求項１に記載のロータリー式圧縮機の組立方法。
3. 前記第三の工程では、前記第二の固定手段としての治具により上段側の前記シリンダを位置決め固定することを特徴とする請求項１に記載のロータリー式圧縮機の組立方法。

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