(57)【要約】【課題】クランク軸を支持する基準軸受冠の滑りに起因した事故を防ぐ事のできる構造的対策を提供することを目的とする【解決手段】１つのクランク軸１６に複数のクランク部１６ｂを備えた往復動圧縮機１０であって、クランク軸１６ｂは、前記クランク軸１６における支持部１６ａの下半部を支持する台板２０と、クランク軸１６における支持部１６ａの上半部を覆う基準軸受冠２２とによって支持されており、基準軸受冠２２の側面であって、クランク軸１６におけるクランク部１６ｂと基準軸受冠２２との間の面に、スペーサ２４を配置したことを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つのクランク軸に複数のクランク部を備えた往復動圧縮機であって、
前記クランク軸は、前記クランク軸の下半部を支持する台板と、前記クランク軸の上半部を覆う基準軸受冠とによって支持されており、
前記基準軸受冠の側面であって、前記クランク軸におけるクランク部と前記基準軸受冠との間の面に、スペーサを配置したことを特徴とする往復動圧縮機の軸受冠滑り対策構造。
【請求項２】
前記スペーサには、前記クランク軸の中心を基点とした半径方向に沿って、少なくとも１つの油溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の往復動圧縮機の軸受冠滑り対策構造。
【請求項３】
前記台板と前記基準軸受冠との間に、滑り止め部材を配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の往復動圧縮機の軸受冠滑り対策構造。
【請求項４】
前記滑り止め部材は、溶射材によりコーティングしたシムであることを特徴とする請求項３に記載の往復動圧縮機の軸受冠滑り対策構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、往復動圧縮機に係り、特に基準軸受冠（単に受冠ともいう）におけるクランク軸の滑りに起因した事故や損傷の発生を防止する場合に好適な、往復動圧縮機の軸受冠滑り対策構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
往復動圧縮機は、単一のクランク軸を基点として水平対向位置に配置された複数のシリンダを備え、このシリンダに配置されたピストンが、クランク軸の回転に伴って往復動することで、シリンダ毎に気体の圧縮を段階的に行う圧縮機である。このような往復動圧縮機は、従来、石油プラントなどで脱硫用として水素の圧縮に用いられていたが、近年、ガスエンジンを搭載した船舶にも採用される事が多く、次のような問題が指摘されるようになってきた。
【０００３】
船舶に搭載された往復動圧縮機（舶用往復動圧縮機）の場合、船のピッチング、ローリング等に起因する動的力が回転体部（圧縮機クランク軸及びそれに結合された軸系全体）に働く。このため、こうした動的力に起因してクランク軸が軸方向にズレる虞が生じることとなる。クランク軸は、ケーシングに備えられた台板に下半部が支持されると共に、基準軸受冠により上半部が覆わる事により支持が成されている。クランク軸のズレに伴い、基準軸受冠に動的力が加わると、これが軸方向にズレる場合がある。基準軸受冠がズレた場合、クランク軸のクランク部が台板に接触し、往復動圧縮機に重大な損傷を及ぼす事故が生ずる虞があると共に、船舶が航行不能に陥る可能性もある。
【０００４】
このため、舶用往復動圧縮機では一般的に図７に示すように、クランク軸を支持する台板１に、動的力の軸方向成分を受け止めるスラストカラー付基準軸受２を設ける構造が採られている。
【０００５】
また、特許文献１には、クランク軸の軸受けとして玉軸受を採用する場合に、当該玉軸受の側面のクランク軸に加えられる軸方向成分の力を受け止める構成が開示されている。このような構成を採用しても、スラストカラーと同様に、基準軸受冠のズレに伴う事故の発生を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２６１３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のようなスラストカラーや、玉軸受によりクランク部を支持する構成であれば、スラストカラーや玉軸受は、台板がストッパーとなって動的力を受け止めることとなる。このため、基準軸受冠に大きな力が加えられる事がなく、ズレが生じる虞は無い。しかし、既存の機器に対策を施す場合には特に、寸法的に特殊なカラーや玉軸受を制作する事になったり、クランク軸、あるいはクランク軸を支える台板や基準軸受冠を加工する必要が生じ、総合的なコストが高騰するといった虞がある。
【０００８】
そこで本発明では、比較的簡易かつ低コストな手段でクランク軸を支持する基準軸受冠の滑りに起因した事故を防ぐ事のできる構造、すなわち往復動圧縮機の軸受冠滑り対策構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明に係る往復動圧縮機の軸受冠滑り対策構造は、１つのクランク軸に複数のクランク部を備えた往復動圧縮機であって、前記クランク軸は、前記クランク軸の下半部を支持する台板と、前記クランク軸の上半部を覆う基準軸受冠とによって支持されており、前記基準軸受冠の側面であって、前記クランク軸におけるクランク部と前記基準軸受冠との間の面に、スペーサを配置したことを特徴とする。
【００１０】
また、上記特徴を有する往復動圧縮機の軸受冠滑り対策構造において前記スペーサには、前記クランク軸の中心を基点とした半径方向に沿って、少なくとも１つの油溝が形成されていると良い。このような特徴を有する事により、油溝に潤滑油を提供することにより、スペーサとクランク部とが接触した場合であっても摺動抵抗を抑えることができる。
【００１１】
また、上記特徴を有する往復動圧縮機の軸受冠滑り対策構造では、前記台板と前記基準軸受冠との間に、滑り止め部材を配置することが望ましい。このような特徴を有することにより、基準軸受冠自体の滑りを抑えることができる。
【００１２】
さらに、上記特徴を有する往復動圧縮機の軸受冠滑り対策構造において前記滑り止め部材は、溶射材によりコーティングしたシムとすることができる。このような特徴を有することにより、滑り止め部材の形状形成が容易となり、かつ表面に適度な凹凸を形成することができる。
【発明の効果】
【００１３】
上記のような特徴を有する往復動圧縮機の軸受冠滑り対策構造によれば、従来に比べて簡易かつ低コストに、クランク軸を支持する基準軸受冠の滑りに起因した事故を防ぐ事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態に係る軸受冠滑り対策構造を適用するための往復動圧縮機の構成を示す図である。
【図２】クランク軸の構成を示す図である。
【図３】クランク軸を支持する台板と基準軸受冠の関係を示す図である。
【図４】図３に示す基準軸受冠におけるＡ−Ａ断面を示す図である。
【図５】スペーサの別案を示す図である。
【図６】台板と基準軸受冠との間に滑り止め部材を配置する場合の構成を示す図である。
【図７】スラストカラーを備えた従来の軸受け構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の往復動圧縮機の軸受冠滑り対策構造に係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す往復動圧縮機の構造は、本発明の適用対象の一例であり、本発明を適用可能な範囲で構造上の相違があったとしても、本発明の適用に何ら影響は無い。
【００１６】
［基本形態］
まず、図１乃至図４を参照して、本実施形態に係る往復動圧縮機の軸受冠滑り対策構造の適用対象となる往復動圧縮機の構造について説明する。なお、図１は、往復動圧縮機のクランク軸の軸方向に直交した方向の部分断面を示す図であり、図２は、クランク軸の長手方向における構成を示す図であり、図３は、クランク軸を支持する台板と基準軸受冠の関係を示す図である。また、図４は、図３に示す基準軸受冠におけるＡ−Ａ断面を示す図である。
【００１７】
往復動圧縮機１０は、本体１２と、シリンダ部１４を備え、シリンダ部１４は、本体１２を基点として離間する方向に対向配置されるように構成されている。本体１２には、クランク軸１６とコネクティングロッド１８が配置されている。クランク軸１６は、支持部１６ａとクランク部１６ｂ、およびコネクティングロッド配置部１６ｃとを備えている。支持部１６ａとクランク部１６ｂ、クランク部１６ｂとコネクティングロッド配置部１６ｃは、互いに隣接配置されており、１つのクランク軸１６には通常、２つ以上の支持部１６ａが設けられ、コネクティングロッド配置部１６ｃ一か所につき、一対のクランク部１６ｂが設けられている。
【００１８】
クランク軸１６は、本体１２のケーシングに形成された台板２０により、支持部１６ａの下半部が支持されている。支持部１６ａの幅は、台板２０の幅に近似するように形成されているが、台板２０の幅よりも支持部１６ａの幅が若干広くなるように構成されている。支持部１６ａの上半部は、台板２０に係合される基準軸受冠２２により覆われている。基準軸受冠２２は、台板２０に対して水平面で係合されると共に、垂直に配置された締結ボルト３０によって固定されている。このため、基準軸受冠２２に対して水平方向に働く力（動的力）が、水平面に働く摩擦力よりも大きくなった場合には、基準軸受冠２２は台板２０に対してズレを生じさせる。
【００１９】
コネクティングロッド１８は、クランク軸１６におけるコネクティングロッド配置部１６ｃに係合される。このように構成および配置されたクランク軸１６とコネクティングロッド１８は、クランク軸１６に与えられた回転運動がコネクティングロッド１８に伝達され、シリンダ部１４との境界に配置されたクロスヘッド３２により、往復運動へと変換される。クロスヘッド３２は、ピストンロッド３４を介してシリンダ３６内に配置されたピストン３８と接続されており、ピストン３８を往復動させることにより、シリンダ３６内に給気された気体を圧縮する。
【００２０】
このような基本構成を有する往復動圧縮機１０において、本実施形態では、本体１２に配置された台板２０に係合する基準軸受冠２２に、スペーサ２４を配置している。スペーサ２４は、基準軸受冠２２の側面であって、クランク軸１６のクランク部１６ｂと対向する面に配置する。当該側面にスペーサ２４を配置することで、基準軸受冠２２とクランク部１６ｂとの間に生じる隙間を狭めることができる。このような構成によりクランク軸１６に対する軸方向の動きを規制することができる。よって、動的力が大きくなる事がなく、クランク軸１６が軸方向にズレ、クランク部１６ｂが台板２０に接触することで生じる大きな事故や損傷を防止することができる。
【００２１】
実施形態に係るスペーサ２４は、クランク軸１６の支持部１６ａの上半部を覆う基準軸受冠２２に配置される、円弧状の平面形態としている。支持部１６ａの上から視認可能な円弧形状とすることで、クランク部１６ｂとの間に生じる隙間調整を容易に行う事が可能となるからである。
【００２２】
また、実施形態に係るスペーサ２４には、クランク軸１６の支持部１６ａを基点とした半径方向に沿って、放射状に配置された複数の油溝２４ａが形成されている。スペーサ２４に形成された油溝２４ａに潤滑油を提供する事で、スペーサ２４とクランク部１６ｂとが接触した場合であっても、摺動抵抗が生じにくくなる。このような構成のスペーサ２４は、真鍮などの比較的柔らかい金属により構成すると良い。スペーサ２４を真鍮などの比較的柔らかい金属により構成することで、スペーサ２４は、クランク部１６ｂに対する摺動部材として働く事とも可能となるからである。
【００２３】
［効果］
このような往復動圧縮機の受冠滑り対策構造によれば、基準軸受冠２２に滑りが生じたとしても、クランク軸１６のクランク部１６ｂが台板２０に接触する虞が無い。よって、滑りに起因した事故を防ぐことができる。また、このような対策構造によれば、特殊なスラストカラーや玉軸受を制作する場合に比べて、簡易かつ低コストに実施することができる。
【００２４】
［別案：スペーサの分割］
上記実施形態では、スペーサ２４は、基準軸受冠２２に対して円弧状のものを単体で配置する構成であるように図３に示した。しかしながら、スペーサ２４の形態は、円弧状に限定されるものでは無い。例えば図５に示すように、円弧を複数に分割した扇状のスペーサ２４を複数並べて配置するような構成としても良い。
【００２５】
スペーサ２４をこのような形態とした場合であっても、上記実施形態に係る往復動圧縮機の受冠滑り対策構造と同様な効果を奏することができる。
【００２６】
［応用形態：滑り止め部材の配置］
また、上記実施形態では、台板２０と基準軸受冠２２との間にズレが生ずる事を前提とした上で、ズレが生じた場合であっても、クランク軸１６のクランク部１６ｂが台板に接触しないように構成している。確かに、このような構成とすることで、基準軸受冠２２のズレに起因した損傷や事故を防ぐ事が可能となる。一方で、台板２０と基準軸受冠２２との間にズレが生じない事が望ましい事に変わりはないという実状もある。
【００２７】
このため、本実施形態では、図６に示すように、台板２０と基準軸受冠２２との間に滑り止め部材２６を配置している。このような構成とする事で、台板２０と基準軸受冠２２との接触面の摩擦力を向上させることができ、台板２０と基準軸受冠２２との間のズレ（滑り）を抑制することが可能となる。
【００２８】
ここで、滑り止め部材２６については、特別に限定するものでは無いが、例えば、金属製のシム板に、溶着などの手段により金属微粒子をコーティングしたものなどであれば良い。このような滑り止め部材２６を台板２０と基準軸受冠２２との接触面の間に挟むことで、両者間の摩擦力が向上し、基準軸受冠２２の滑りを抑制することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１０………往復動圧縮機、１２………本体、１４………シリンダ部、１６………クランク軸、１６ａ………支持部、１６ｂ………クランク部、１６ｃ………コネクティングロッド配置部、１８………コネクティングロッド、２０………台板、２２………基準軸受冠、２２ａ………ボルト孔、２４………スペーサ、２４ａ………油溝、２６………滑り止め部材、３０………締結ボルト、３２………クロスヘッド、３４………ピストンロッド、３６………シリンダ、３８………ピストン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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