(57)【要約】【課題】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え、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。【解決手段】クランクシャフトは、シャフト部に設けられた少なくとも一つのクランク部を備えている。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。【選択図】図１０
2019210960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
【請求項１１】
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。
【請求項１２】
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。
【請求項１３】
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。
【請求項１４】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１９０１７５号公報
【特許文献２】実開昭５９−１１４４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る冷凍サイクル装置の構成を概略的に示す回路図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る３シリンダ形ロータリコンプレッサの断面図である。
【図３】図３は、第１の実施形態において、第１のシリンダ室内で偏心回転するローラとベーンとの位置関係を概略的に示す第１の冷媒圧縮部の断面図である。
【図４】図４は、第１の実施形態で用いる第２の中間仕切り板の平面図である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係るクランクシャフトの斜視図である。
【図６】図６は、第１の実施形態において、クランクシャフトを軸方向から見た時の第１のクランク部、第２のクランク部および第３のクランク部の相対的な位置関係を示す正面図である。
【図７】図７は、第１の実施形態において、クランク取り付け部からクランクピースを取り外した状態を示すクランクシャフトの斜視図である。
【図８】図８は、図５の矢印Ａ方向から見たクランクシャフトの正面図である。
【図９】図９は、第１の実施形態において、クランクピースの一部を断面で示す正面図である。
【図１０】図１０は、第１の実施形態において、締め付けボルトですり割りの幅を広げた状態を一部断面で示すクランクピースの正面図である。
【図１１】図１１は、第２の実施形態で用いるクランクピースの斜視図である。
【図１２】図１２は、第２の実施形態で用いるクランクピースの正面図である。
【図１３】図１３は、第２の実施形態に係るクランクシャフトを軸方向から見た正面図である。
【図１４】図１４は、第３の実施形態で用いるクランクピースの一部を断面で示す正面図である。
【図１５】図１５は、第３の実施形態において、締め付けボルトですり割りの幅を狭めた状態を一部断面で示すクランクピースの正面図である。
【図１６】図１６は、第４の実施形態において、クランク取り付け部からクランクピースを取り外した状態を示すクランクシャフトの斜視図である。
【図１７】図１７は、第４の実施形態に係るクランクシャフトを軸方向から見た正面図である。
【図１８】図１８は、第５の実施形態において、クランク取り付け部からクランクピースを取り外した状態を示すクランクシャフトの斜視図である。
【図１９】図１９は、第５の実施形態に係るクランクシャフトを軸方向から見た正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［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。
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【符号の説明】
【０１２４】
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）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2019210960.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019210960.tif 000009
【図８】
2019210960.tif 000010
【図９】
2019210960.tif 000011
【図１０】
2019210960.tif 000012
【図１１】
2019210960.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2019210960.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2019210960.tif 000017
【図１６】
2019210960.tif 000018
【図１７】
2019210960.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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