(57)【要約】【課題】クランクシャフトが撓むことで軸振れが発生する。【解決手段】本発明のクランクシャフトの製造方法での熱処理工程では、クランクシャフト１２がコイル６０の内側に配置されるときに、クランクシャフト１２の偏心部１２ｂの中心Ｏ１が、コイル部６０の内周部の中心Ｏに対して軸部１２ａ側にずれるように配置される。この状態でクランクシャフト１２の熱処理が行われると、偏心部１２ｂの軸部１２ａ近傍では熱が逃げやすいが、軸部１２ａ側においてコイル部６０の内周部との距離が狭いので、偏心部１２ｂの外周面における軸部１２ａ側では軸部１２ａと反対側より加熱量が大きいため、偏心部１２ｂの外周面において熱処理された部分が周方向に均一になる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトを備えた圧縮機であって、
前記クランクシャフトは、軸部と、前記軸部に対して偏心した偏心部とを有し、
前記偏心部が熱処理されたものであり、
前記偏心部の表面における熱処理部分が、周方向に略均一であることを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
軸部と、前記軸部に対して偏心した偏心部とを有するクランクシャフトの製造方法であって、
前記偏心部をコイル部の内側に配置して前記偏心部の熱処理を行うときに、
前記偏心部の軸心を、前記コイル部の軸心と前記軸部の軸心との間に配置することを特徴とするクランクシャフトの製造方法。
【請求項３】
軸部と、前記軸部に対して偏心した偏心部とを有するクランクシャフトの製造方法であって、
前記偏心部をコイル部の内側に配置して前記偏心部の熱処理を行うときに、
前記軸部の軸心に対して前記偏心部の軸心と反対側部分の前記コイル部の出力が、前記軸部の軸心に対して前記偏心部の軸心側部分の前記コイル部の出力より大きいことを特徴とするクランクシャフトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば空気調和機等の圧縮機およびそれに使用されるクランクシャフトの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機等の圧縮機は、ケーシング内に配置された圧縮機構と、圧縮機構を駆動するモータとを有している。圧縮機構は、圧縮室を形成するシリンダ本体と、このシリンダ本体の上下端面に取り付けられて圧縮室に蓋をする上側の端面部材および下側の端面部材とを備える。そして、モータによって回転駆動されるクランクシャフトは、上側の端面部材および下側の端面部材を貫通して、圧縮室の内部に進入している。圧縮室には、クランクシャフトに設けられた偏心部に嵌合したローラが公転可能に配置されており、このローラの公転運動で圧縮作用を行うようにしている。この圧縮機では、クランクシャフトの硬度を向上させるためにクランクシャフトに対して熱処理が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３８７８７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
クランクシャフトには、軸部と、軸部に対して偏心した１つ以上の偏心部を有しており、軸部および偏心部の硬度を向上させるために軸部および偏心部の熱処理が行われる場合には、軸部および偏心部の熱処理を行った後に、軸部の表面および偏心部の表面が研磨加工されるのが一般的である。しかし、偏心部の熱処理が行われるときに、偏心部の軸部近傍では熱が逃げやすいため、偏心部の熱処理の不均一が発生する。したがって、偏心部の表面の熱処理部分が周方向に不均一になっており、軸部の表面を研磨加工した後で偏心部の表面を研磨加工した場合には、熱処理時に発生した偏心部の残留応力の開放が周方向で不均一になり、クランクシャフトが撓むことがある。クランクシャフトに撓みが生じると軸振れが発生するという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、クランクシャフトが撓むことで軸振れが発生するのを防止できる圧縮機およびクランクシャフトの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明にかかる圧縮機は、クランクシャフトを備えた圧縮機であって、前記クランクシャフトは、軸部と、前記軸部に対して偏心した偏心部とを有し、前記偏心部が熱処理されたものであり、前記偏心部の表面における熱処理部分が、周方向に略均一であることを特徴とする。
【０００７】
この圧縮機では、熱処理された偏心部の表面における熱処理部分が周方向に略均一であるので、偏心部の表面を研磨加工した場合でも、熱処理時に発生した偏心部の残留応力の開放が周方向で均一であるので、クランクシャフトの撓みを防止でき、軸振れが発生するのを防止できる。
【０００８】
第２の発明にかかるクランクシャフトの製造方法は、軸部と、前記軸部に対して偏心した偏心部とを有するクランクシャフトの製造方法であって、前記偏心部をコイル部の内側に配置して前記偏心部の熱処理を行うときに、前記偏心部の軸心を、前記コイル部の軸心と前記軸部の軸心との間に配置することを特徴とする。
【０００９】
このクランクシャフトの製造方法では、熱処理された偏心部の表面における熱処理部分が周方向に略均一にできるので、偏心部の表面を研磨加工した場合でも、熱処理時に発生した偏心部の残留応力の開放が周方向で均一となり、クランクシャフトの撓みを防止でき、軸振れが発生するのを防止できる。
【００１０】
第３の発明にかかるクランクシャフトの製造方法は、軸部と、前記軸部に対して偏心した偏心部とを有するクランクシャフトの製造方法であって、前記偏心部をコイル部の内側に配置して前記偏心部の熱処理を行うときに、前記軸部の軸心に対して前記偏心部の軸心と反対側部分の前記コイル部の出力が、前記軸部の軸心に対して前記偏心部の軸心側部分の前記コイル部の出力より大きいことを特徴とする。
【００１１】
このクランクシャフトの製造方法では、熱処理された偏心部の表面における熱処理部分が周方向に略均一にできるので、偏心部の表面を研磨加工した場合でも、熱処理時に発生した偏心部の残留応力の開放が周方向で均一となり、クランクシャフトの撓みを防止でき、軸振れが発生するのを防止できる。
【発明の効果】
【００１２】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１３】
第１−第３の発明では、熱処理された偏心部の表面における熱処理部分が周方向に略均一であるので、偏心部の表面を研磨加工した場合でも、熱処理時に発生した偏心部の残留応力の開放が周方向で均一となり、クランクシャフトの撓みを防止でき、軸振れが発生するのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る圧縮機の断面図である。
【図２】図１の圧縮機のシリンダ本体の平面図である。
【図３】本発明のクランクシャフトの製造方法の手順を示す図である。
【図４】図４（ａ）は、従来のクランクシャフトの製造方法での熱処理工程を説明する図であって、図４（ｂ）は、本発明のクランクシャフトの製造方法での熱処理工程を説明する図である。
【図５】クランクシャフトの偏心部の表面の熱処理部分を観察する方法を説明する図である。
【図６】図６（ａ）は、従来のクランクシャフトの製造方法での熱処理工程を説明する図であって、図６（ｂ）は、本発明の他のクランクシャフトの製造方法での熱処理工程を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１６】
図１は、この発明の製造方法で製造されたクランクシャフトを備えた圧縮機の断面図を示している。この圧縮機は、いわゆる高圧ドーム型のロータリ圧縮機であって、ケーシング１内に圧縮機構２を下に、モータ３を上に配置している。このモータ３のロータ６によって、クランクシャフト１２を介して圧縮機構２を駆動するようにしている。クランクシャフト１２は、軸部１２ａと、軸部１２ａに対して偏心した１つの偏心部１２ｂとを有している。
【００１７】
圧縮機構２は、アキュムレータ１０から吸入管１１を通して冷媒を吸入する。この冷媒は、圧縮機とともに、冷凍システムの一例としての空気調和機を構成する図示しない凝縮器、膨張機構、蒸発器を制御することによって得られる。
【００１８】
圧縮機は、圧縮した高温高圧の吐出ガスを、圧縮機構２から吐出してケーシング１の内部に満たすと共に、モータ３のステータ５とロータ６との間の隙間を通して、モータ３を冷却した後、吐出管１３から外部に吐出するようにしている。ケーシング１内の高圧領域の下部に、潤滑油９を溜めている。
【００１９】
図１と図２に示すように、圧縮機構２は、圧縮室２２を形成するシリンダ本体２１と、このシリンダ本体２１の上下端面に取り付けられて圧縮室２２に蓋をする上側の端面部材２３および下側の端面部材２４とを備える。駆動軸１２は、上側の端面部材２３および下側の端面部材２４を貫通して、圧縮室２２の内部に進入している。圧縮室２２には、クランクシャフト１２に設けられた偏心部  に嵌合したローラ２７を、公転可能に配置し、このローラ２７の公転運動で圧縮作用を行うようにしている。
【００２０】
このローラ２７に一体に設けたブレード２８で圧縮室２２内を仕切っている。すなわち、図２に示すように、シリンダ本体２１は、圧縮室２２の内面に開口したシリンダ吸入孔２１ａを有しており、圧縮室２２には、シリンダ吸入孔２１ａに挿入された吸入管１１を介して冷媒が供給されるが、ブレード２８の右側の室は、シリンダ吸入孔２１ａが開口した吸入室２２ａを形成している。一方、ブレード２８の左側は、図１に示す吐出孔２３ａが圧縮室２２の内周面に開口して、吐出室２２ｂを形成している。ブレード２８の両面には、半円形状のブッシュが密着して、シールを行っている。ブレード２８とブッシュとの間は、潤滑油９で潤滑を行っている。
【００２１】
圧縮機構２の動作について説明すると、偏心部１２ｂが、クランクシャフト１２と共に、偏心回転して、偏心部１２ｂに嵌合したローラ２７が、このローラ２７の外周面を圧縮室２２の内周面に接して公転する。ローラ２７が、圧縮室２２内で公転するに伴って、ブレード２８は、このブレード２８の両側面をブッシュによって保持されて進退動する。すると、吸入管１１から低圧の冷媒を吸入室２２ａに吸入して、吐出室２２ｂで圧縮して高圧にした後、吐出孔２３ａから高圧の冷媒を吐出する。
【００２２】
本実施形態の圧縮機に使用されるクランクシャフトの製造方法について、図３に基づいて説明する。
【００２３】
クランクシャフト１２は、軸部１２ａと、軸部１２ａに対して偏心した１つの偏心部１２ｂとを有しているが、軸部１２ａおよび偏心部１２ｂの硬度を向上させるために、軸部１２ａおよび偏心部１２ｂの熱処理（高周波焼入れ）が行われる（熱処理工程）。このとき、偏心部１２ｂの軸部１２ａ近傍では熱が逃げやすいが、偏心部１２ｂをコイル部６０の内側に配置して偏心部１２ｂの熱処理を行うときに、後述するように、偏心部１２ｂの軸心を、環状のコイル部６０の軸心と軸部１２ａの軸心との間に配置する。そして、軸部１２ａおよび偏心部１２ｂの熱処理を行った後で、軸部１２ａの表面の研磨加工が行われる（第１研磨工程）。その後、偏心部１２ｂの表面の研磨加工が行われる（第２研磨工程）。
【００２４】
本実施形態のクランクシャフト１２の製造方法での熱処理工程について、図４に基づいて詳しく説明する。
【００２５】
熱処理工程では、クランクシャフト１２がコイル６０の内側に配置された状態で、クランクシャフト１２の熱処理（高周波焼入れ）が行われる。図４（ａ）は、従来のクランクシャフトの製造方法での熱処理工程を説明する図であって、図４（ｂ）は、本発明のクランクシャフトの製造方法での熱処理工程を説明する図である。
【００２６】
従来のクランクシャフトの製造方法での熱処理工程では、図４（ａ）に示すように、クランクシャフト１１２がコイル部６０の内側に配置されるときに、コイル部６０の内周部の中心Ｏと、クランクシャフト１１２の偏心部１１２ｂの中心Ｏ１とが一致するように配置される。したがって、クランクシャフト１１２の偏心部１１２ｂの外周面とコイル部６０の内周部との距離は、全周にわたって略同一である。また、コイル部６０の出力が周方向に均一である。この状態でクランクシャフト１１２の熱処理が行われると、偏心部１１２ｂの軸部１１２ａ近傍では熱が逃げやすいため、偏心部１１２ｂの熱処理の不均一が発生する。したがって、偏心部１１２ｂの外周面において熱処理された部分（図４において高周波焼入れされた熱処理部分は黒色で図示されている）が周方向に不均一になって、軸部１１２ａの表面を研磨加工した後で偏心部１１２ｂの表面を研磨加工した場合には、熱処理時に発生した偏心部１１２ｂの残留応力の開放が周方向で不均一であるため、クランクシャフト１１２が撓んでしまう。
【００２７】
一方、本発明のクランクシャフトの製造方法での熱処理工程では、図４（ｂ）に示すように、クランクシャフト１２がコイル６０の内側に配置されるときに、コイル部６０の内周部の中心Ｏと、クランクシャフト１２の偏心部１２ｂの中心Ｏ１とが一致しないように配置される。詳しくは、クランクシャフト１２の偏心部１２ｂの中心Ｏ１が、コイル部６０の内周部の中心Ｏに対して軸部１２ａ側にずれるように配置される。したがって、偏心部１２ｂの軸心が、コイル部６０の軸心と軸部１２ａの軸心との間に配置される。このとき、クランクシャフト１２の偏心部１２ｂの外周面とコイル部６０の内周部との距離は、軸部１２ａ側（軸部１２ａ近傍）において狭く、軸部１２ａと反対側において広くなる。この状態でクランクシャフト１２の熱処理が行われると、偏心部１２ｂの軸部１２ａ近傍では熱が逃げやすいが、軸部１２ａ側においてコイル部６０の内周部との距離が狭いので、偏心部１２ｂの外周面における軸部１２ａ側では軸部１２ａと反対側より加熱量が大きいため、従来のように、偏心部１２ｂの熱処理の不均一が発生しない。したがって、偏心部１２ｂの外周面において熱処理された部分（図４において高周波焼入れされた熱処理部分は黒色で図示されている）が周方向に均一になって、軸部１２ａの表面を研磨加工した後で偏心部１２ｂの表面を研磨加工した場合でも、熱処理時に発生した偏心部１２ｂの残留応力の開放が周方向で均一であるため、クランクシャフト１２が撓むことがない。
【００２８】
本実施形態のクランクシャフトの偏心部の表面の熱処理部分を観察する方法について、図５に基づいて説明する。
【００２９】
まず、図５（ａ）に示すように、試料であるクランクシャフト１２を切断する。そして、クランクシャフト１２の切断面を、紙やすりで研磨して（目の粗い紙やすり⇒目の細かい紙やすりと研磨していく）、最終、バフ研磨と呼ばれる、布で研磨（研磨粉と水で研磨）して、切断面の表面を鏡面仕上げする。その後、切断面に対してエッチング処理を行う。エッチング処理としては、図５（ｂ）に示すように、クランクシャフト１２の切断面を、５％硝酸、９５％エタノール混合溶液（通常ナイタールと呼ばれる）に数秒、研磨面を浸す。すると、焼入れ部とそれ以外の部分で結晶粒界が異なる為、図５（ｃ）に示すように、焼入れした熱処理部分が特に黒く変色する。本実施形態のクランクシャフト１２では、熱処理された偏心部１２ｂの表面の熱処理部分（図５（ｃ）で黒色で図示された部分）が周方向に略均一である。
【００３０】
＜本実施形態の圧縮機の特徴＞
本実施形態の圧縮機１に使用されるクランクシャフト１２では、熱処理された偏心部１２ｂの表面における熱処理部分が周方向に略均一であるので、偏心部１２ｂの表面を研磨加工した場合でも、熱処理時に発生した偏心部１２ｂの残留応力の開放が周方向で均一となり、クランクシャフト１２の撓みを防止でき、軸振れが発生するのを防止できる。
【００３１】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００３２】
例えば、上述した実施形態では、クランクシャフトの製造方法での熱処理工程において、クランクシャフト１２がコイル６０の内側に配置されるときに、コイル６０の内周部の中心Ｏと、クランクシャフト１２の偏心部１２ｂの中心Ｏ１とが一致しないように配置される場合について説明したが、クランクシャフトの製造方法は、これに限定されない。
【００３３】
図６（ａ）は、従来のクランクシャフトの製造方法での熱処理工程を説明する図であって、図６（ｂ）は、本発明の他のクランクシャフトの製造方法での熱処理工程を説明する図である。本発明のクランクシャフトの製造方法での熱処理工程では、図６（ｂ）に示すように、出力が周方向に均一でないコイル部１６０を使用してもよい。詳しくは、コイル部１６０の出力が、軸部１２ａ側（軸部１２ａ近傍）において大きく、軸部１２ａと反対側において小さくなる。図６（ｂ）では、例えば、コイル部１６０の幅が周方向に同一でなく、幅の広い部分の出力が大きく、幅の狭い部分の出力が小さいことを示している。したがって、軸部１２ａの軸心に対して偏心部１２ｂの軸心側部分のコイル部１６０の出力が、軸部１２ａの軸心に対して偏心部１２ｂの軸心と反対側部分のコイル部１６０の出力より大きい。この場合は、クランクシャフト１２がコイル１６０の内側に配置されるときに、コイル部１６０の内周部の中心Ｏと、クランクシャフト１２の偏心部１２ｂの中心Ｏ１とが一致するように配置されてもよい。したがって、クランクシャフト１２の偏心部１２ｂの外周面とコイル部１６０の内周部との距離は、全周にわたって略同一である。この状態でクランクシャフト１２の熱処理が行われると、偏心部１２ｂの軸部１２ａ近傍では熱が逃げやすいが、軸部１１２ａ側においてコイル部１６０の出力が大きいので、偏心部１２ｂの外周面における軸部１２ａ側では軸部１２ａと反対側より加熱量が大きいため、従来のように、偏心部１２ｂの熱処理の不均一が発生しない。したがって、偏心部１２ｂの外周面において熱処理された部分（（図６において熱処理部分は黒色で図示されている）が周方向に均一になって、軸部１２ａの表面を研磨加工した後で偏心部１２ｂの表面を研磨加工した場合でも、熱処理時に発生した偏心部１２ｂの残留応力の開放が周方向で均一であるため、クランクシャフト１２が撓むことがない。
【００３４】
また、本発明の圧縮機は、熱処理された偏心部の表面における熱処理部分が周方向に略均一であるクランクシャフトを有するものであれば、どのような製造方法で製造されたクランクシャフトを有する圧縮機であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明を利用すれば、クランクシャフトが撓むことで軸振れが発生するのを防止できる。
【符号の説明】
【００３６】
１２  クランクシャフト
１２ａ  軸部
１２ｂ  偏心部
６０、１６０  コイル部 
【図１】
2015074824.tif 000003
【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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