(57)【要約】【課題】  往復圧縮機において、簡単な構成でピストン端面とシリンダヘッドカバーとの隙間管理を容易にする。【解決手段】  往復圧縮機８０は、クランク軸２２の両側にほぼ水平に配置した第１圧縮機８２と第２圧縮機８４とを有する。各圧縮機はクランク軸に回動自在に結合されたコネクティングロッド２８と、このコネクティングロッドにクロスヘッド２を介して結合するピストンロッド１とを有する。ピストンロッドに油圧シリンダ３が嵌合する。クロスヘッドの外周部に押さえナット７を配置し、油圧シリンダに当接させる。押さえナットの緩みをロックナット８が防止する。油圧シリンダに嵌合する油圧ピストン４をクロスヘッドの軸方向端部に当接させる。油圧シリンダと油圧ピストンとが形成する空間には、油圧穴３ｂから油圧が供給可能である。【選択図】  図２
2005155560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸の両側にほぼ水平に配置した第１圧縮機と第２圧縮機とを有する往復圧縮機において、各圧縮機はクランク軸に回動自在に結合されたコネクティングロッドと、このコネクティングロッドにクロスヘッドを介して結合するピストンロッドと、前記ピストンロッドに嵌合する油圧シリンダと、前記クロスヘッドの外周部に位置し油圧シリンダに当接する押さえナットと、押さえナットの緩みを防止するロックナットと、油圧シリンダに嵌合しクロスヘッドの軸方向端部に当接する油圧ピストンとを有し、前記油圧シリンダと油圧ピストンとが形成する空間に油圧を供給可能としたことを特徴とする往復圧縮機。
【請求項２】
往復圧縮機の運転中は、前記空間に油圧を供給しないことを特徴とする請求項１に記載の往復圧縮機。
【請求項３】
第１圧縮機から吐出されるガスを第２圧縮機に導くことを特徴とする請求項１に記載の往復圧縮機。
【請求項４】
クランクシャフトに結合されたクロスヘッドと、このクロスヘッドに連結部において連結されるピストンロッドとを備え、前記ピストンロッドとクロスヘッド間にクロスヘッドの軸方向位置を変化させるクロスヘッド加圧手段と、この加圧手段が加圧した後にピストンロッドに所定の軸力を残存させるダブルナット構造の軸方向位置保持手段を設けたことを特徴とする往復圧縮機。
【請求項５】
内周面にねじ部を有する締結穴を設けたクロスヘッドと、外周面にねじ部を有しこの締結穴に挿入されるピストンロッドと、前記クロスヘッド及び前記ピストンロッドを軸方向に加圧する加圧手段とを備え、前記加圧手段は、油圧室を形成する油圧シリンダ及び油圧ピストンと、前記油圧シリンダ及び前記クロスヘッド間に軸方向の締め代を保持する押さえナットとを有することを特徴とする往復圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は往復圧縮機に係り、特にそのピストンロッド部の締結構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
往復圧縮機の従来例が、特許文献１〜３に記載されている。この中で特許文献１に記載の圧縮機では、クロスヘッド本体にロッドを接続するためにロッドの自由端部に雄ねじを形成し、この雄ねじに噛合う雌ねじを有し外周部に雄ねじを形成した第１のロックナットと、この第１のロックナットの雄ねじと噛合う雌ねじを有する第２のロックナットを設けている。第１のロックナットおよび第２のロックナットは、ロッドの外周部を規定するフランジに部分的に収容されている。
【０００３】
フランジの肩に第１、第２のロックナットを当接し、ロッドをフランジに初期位置決めする。その後、第１のロックナットの内周の雌ねじに油圧シリンダーを係合し、第１のロックナットを回動すると、ロッドが軸方向に引き伸ばされ、ロッドにプリテンションが付与される。第２のロックナットをフランジの肩に当接させてプリテンションを保持した後に、油圧シリンダーを取り外す。
【０００４】
特許文献２の圧縮機では、ピストンロッド固定フランジが直接コネクティングロッドのガジョンピンに接続されている。また、特許文献３に記載の圧縮機では、ピストンロッドの端部をリテイナーに保持し、皿ばねを間に挟んで、ロックナットでロッド端部を締め付けることが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００３／３１５０４号明細書
【０００６】
【特許文献２】米国特許第５０３１５１２号明細書
【特許文献３】米国特許第３６７０６３０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記各特許文献に記載の圧縮機の接続部では、接続部の荷重が大であることを考慮して、ロッドにプリテンションを付与してる。しかしながら、ロッドの端部に設けられるピストンの端面とこのピストンが摺動するシリンダヘッドカバーとの間に形成される隙間管理については、十分には考慮されていない。すなわち、プリテンションを付与するときにピストンロッドの軸方向位置が移動し、その移動分を考慮した設計が必要となっている。その結果、圧縮機の構成が複雑になっている。
【０００８】
本発明は上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は往復圧縮機において、簡単な構成でピストン端面とシリンダヘッドカバー間の隙間管理を容易にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する本発明の特徴は、クランク軸の両側にほぼ水平に配置した第１圧縮機と第２圧縮機とを有する往復圧縮機において、各圧縮機はクランク軸に回動自在に結合されたコネクティングロッドと、このコネクティングロッドにクロスヘッドを介して結合するピストンロッドと、ピストンロッドに嵌合する油圧シリンダと、クロスヘッドの外周部に位置し油圧シリンダに当接する押さえナットと、押さえナットの緩みを防止するロックナットと、油圧シリンダに嵌合しクロスヘッドの軸方向端部に当接する油圧ピストンとを有し、油圧シリンダと油圧ピストンとが形成する空間に油圧を供給可能としたものである。そしてこの特徴において、往復圧縮機の運転中は、空間に油圧を供給しないのがよく、第１圧縮機から吐出されるガスを第２圧縮機に導くのがよい。
【００１０】
上記目的を達成する本発明の他の特徴は、往復圧縮機が、クランクシャフトに結合されたクロスヘッドと、このクロスヘッドに連結部において連結されるピストンロッドとを備え、ピストンロッドとクロスヘッド間にクロスヘッドの軸方向位置を変化させるクロスヘッド加圧手段と、この加圧手段が加圧した後にピストンロッドに所定の軸力を残存させるダブルナット構造の軸方向位置保持手段を設けたことにある。
【００１１】
上記目的を達成する本発明のさらに他の特徴は、往復圧縮機が、内周面にねじ部を有する締結穴を設けたクロスヘッドと、外周面にねじ部を有しこの締結穴に挿入されるピストンロッドと、クロスヘッド及びピストンロッドを軸方向に加圧する加圧手段とを備え、加圧手段は、油圧室を形成する油圧シリンダ及び油圧ピストンと、油圧シリンダ及びクロスヘッド間に軸方向の締め代を保持する押さえナットとを有することにある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、クロスヘッドのフランジのシム調整を不要にしたので、ピストン端面とシリンダヘッドカバーとの隙間の調整を、簡単な構成で容易に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る往復圧縮機の一実施例を、図面を用いて説明する。図１は、往復圧縮機の斜視図であり、一部断面で示す。図２は、図１に示した往復圧縮機のクロスヘッド部の詳細縦断面図である。この図２は、クロスヘッドにピストンロッドを締結した状態を示す。
【００１４】
２段の往復圧縮機８０は、図示しない原動機に主軸であるクランクシャフト２２がカップリングを介して接続されている。図１において、左側は１段圧縮機８２であり、右側が２段圧縮機８４である。１段圧縮機８２のクランクシャフト２２には、コネクティングロッド２８が接続されている。クランクシャフト２２は、主軸受２６で両端部を回転自在に支持されている。クランクシャフト２２、主軸受２６、コネクティングロッド２８等は、密閉型のケーシング２４に収容されている。
【００１５】
コネクティングロッド２８の他端部は、ピストンロッド３８にクロスヘッド３６部で接続されている。クロスヘッド３６の外周側はクロスガイド３０でガイドされ、ピストンロッド３８の往復動を規制する。ピストンロッド３８の先端部には、ピストン５０がピストンナット５２を用いて取り付けられており、このピストン５０はシリンダ４０の内面を摺動する。その際、シリンダ室から圧縮ガスが漏れるのを防止するために、ピストン５０の外周部にはピストンリング４８やライダーリングが取り付けられている。
【００１６】
１段圧縮機のシリンダ４０部に設けたガス吸込口４２から吸い込まれたガスは、ピストン５０が左方に移動することにより圧縮され、シリンダバルブ５４を介して２段圧縮機８４に導かれる。シリンダ４０部には、サクションアンローダ４４が取り付けられている。サクションアンローダ４４は、作動ガスの消費が所定量より少ない場合に往復圧縮機８０をアンロード運転する際に使用される。
【００１７】
１段圧縮機８２から吐出されたガスは、冷却された後、クランクシャフト２２に対してこの１段圧縮機８２と反対側に水平配置された２段圧縮機のシリンダ２０部に導かれる。詳細は省略したが、２段圧縮機８４も１段圧縮機８２と同様の構成である。つまり、２段圧縮機８４のコネクティングロッドの他端部は、ピストンロッドにクロスヘッド部で接続されており、ピストンロッドはクロスガイド３０により水平方向に往復動するよう規制される。
【００１８】
クロスガイド３０により往復動に規制されるクロスヘッド３６部の詳細縦断面図を、図２に示す。クランクシャフト２２が接続されるクロスヘッド２の中心部には、貫通穴２ａが形成されている。貫通穴２ａ部であってピストンロッド１との接続端側には、ねじ部２が形成されている。ピストンロッド１は段付き状に形成されており、先端近くにはねじ部２ｂと噛合うねじ部１ｂが形成されている。ピストンロッド１のねじ部１ｂのさらに先端には、詳細を後述する回り止め用穴１０ｂが周方向に複数個形成されている。
【００１９】
クロスヘッド２のピストンロッド１との接続側端部であって外周側には第１のねじ部２ｄが形成されており、この第１のねじ部２ｄよりも軸方向内側には、逃げ部２ｅを挟んで第２のねじ部２ｆが形成されている。第２のねじ部２ｆには、ロックナット８が噛合っている。第１のねじ部２ｄには押さえナット７が噛合っている。押さえナット７とロックナット８の間には、爪付き座金９が配置されている。押さえナット７は、ピストンロッド１の軸方向に締め代を有して保持される。ロックナット８及び爪付き座金９は、回り止めとして作用する。
【００２０】
ピストンロッド１の段付き部１ａには、油圧シリンダ３が嵌合している。油圧シリンダ３は軸方向の一端面（左側端面）３ａでピストンロッド１の肩部１ｃに当接するとともに、反ピストンロッド１側端面３ｃで押さえナット７の端面７ａに当接する。油圧シリンダ３の端面３ｃの中間部には、リング状の溝である油圧室１３が形成されており、この油圧室１３には油圧ピストン４が嵌合している。油圧ピストン４の軸方向一端面は、クロスヘッド２の端面２ｃに当接している。クロスヘッド２の軸端部には、貫通穴２ａよりも大径の穴が形成されており、この穴に油圧シリンダ３の先端部がインロー状に嵌合している。
【００２１】
油圧シリンダ３の油圧室１３に油圧を導くために、油圧シリンダ３の外周から半径方向中心部に向けて油圧穴３ｂが設けられており、この穴３ｂは油圧室１３に連通する軸方向連通流路３ｆに連通している。油圧シリンダ３と油圧ピストン４とは、油圧締付け装置１２を構成する。また、油圧締付け装置１２と押さえナット７とは、加圧手段１１を構成する。油圧穴３ｂは図示しない外部の油圧発生装置に接続されており、油圧室１３に油圧を供給可能であるが、往復圧縮機の通常運転時には、油圧室１３には油圧を供給しない。油圧ピストン４の内周面にはＯリング５が、外周面にはＯリング６がそれぞれ装着されており、油圧シリンダ３の内周面及び外周面との気密を保持する。
【００２２】
このように構成した、クロスヘッド２部の組み立て方法の詳細を、以下に説明する。クロスヘッド２にロックナット８をねじ込んだ後、爪付き座金９をクロスヘッド２に保持し、押さえナット７をねじ込む。油圧ピストン４を油圧室１３に保持して、油圧シリンダ３をピストンロッド１に取り付ける。この状態で、クロスヘッド２のねじ部２ｂへピストンロッド１のねじ部１ｂをねじ込む。その際、ピストン５０の端面とシリンダヘッドカバー５６との隙間を所定隙間に調整し、クロスヘッド２の外方から回り止め棒１０を差し込む。
【００２３】
油圧シリンダ３の端面３ａとピストンロッド１の端面１ｃとの軸方向隙間、及び油圧シリンダ３の端面３ｃと押さえナット７の端面７ａとの軸方向隙間が無くなるまで、押さえナット７を回転させる。各隙間がなくなったら、図示しない油圧発生装置を用いて油圧締付け装置１２に必要な軸力（内力）が生じる油圧を、油圧室１３に供給する。これにより、油圧シリンダ３と押さえナット７との間に隙間が形成される。この隙間がなくなるよう押さえナット７を回す。ピストンロッドに1必要な軸力が負荷されたので、外部油圧発生装置からの油圧の供給を停止する。油圧を抜いても軸力（内力）は、残存する。このとき、押さえナット7の回転角度を測定すれば、締め代を計測することができる。ロックナット８と爪付き座金９により、押さえナット７を回り止めする。なお、ロックナット８と押さえナット７のねじピッチを、異ならせるのが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る往復圧縮機の一実施例の斜視図である。
【図２】図１に示した往復圧縮機に用いるピストンロッドとクロスヘッド部の詳細縦断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１…ピストンロッド、１ａ…段付き部、１ｂ…ねじ部、１ｃ…端面、２…クロスヘッド、２ａ…貫通穴、２ｂ…ねじ部、２ｃ…端面、３…油圧シリンダ、３ａ…端面、３ｂ…油圧穴、３ｃ…外側端面、４…油圧ピストン、５、６…Ｏリング、７…押さえナット、７ａ…端面、８…ロックナット、９…爪付き座金、１０…廻り止め棒、１１…加圧手段、１２…油圧締付け装置、１３…油圧室。
【図１】
2005155560.tif 000003
【図２】
2005155560.tif 000004